Умные повязки позволят следить за ранами в режиме реального времени

Умные повязки не просто защищают рану — они предназначены для «стимулирования миграции клеток, пролиферации и даже уменьшения заражения», — говорит Юаньвэнь Цзян, инженер-химик из Стэнфордского университета и один из авторов нового исследования.

Новая технология позволит медикам следить за заживлением раны в реальном времени. Ученые надеются, что в будущем интегрированный перевязочный материал станет стандартным методом лечения хронических ран в больницах.

Умные повязки появились вместе с гибкой электроникой, похожей на кожу, которая разрабатывалась еще с 1960-х годов, но получила распространение лишь в последние годы.

В ее основе схемы, размещенные на ультратонком, гибком материале вроде пластика или фольги. За последнее десятилетие 3D-принтеры значительно упростили производство таких вещиц, и все больше инженеров увлекаются идеей создания более совершенных перевязочных средств.

Фото в тексте: Jian-Cheng Lai, Bao Research Group / Stanford University

Но зачем пытаться улучшить классику? Во-первых, некоторые раны залечить труднее, чем другие. Так, известно, что ожоги трудно поддаются лечению, потому что они разрушают большие участки кожи, а новая кожа часто не может расти достаточно быстро, чтобы препятствовать проникновению патогенных бактерий.

А у пациентов с такими заболеваниями, как диабет, которые могут ослабить иммунную систему, даже относительно незначительная рана может затянуться надолго. Такие раны часто инфицируются и могут даже закончиться ампутацией.

Для пациентов с хроническими ранами умные повязки станут многообещающим решением. Но до сих пор эта технология еще не доказала свою высокую эффективность. Цзян и соавторы надеются, что предложенный ими вариант преодолеет многие из этих ограничений.

В прошлом большинство таких решений выполняли одну из двух задач: собирать информацию о хронической ране или содействовать ее заживлению. Но при разработке своей новой беспроводной смарт-повязки исследователи подумали: «Почему бы не использовать и то, и другое?».

«Мы смогли объединить оба датчика и стимуляторы в одном интегрированном пластыре», — объясняет Цзян. В результате, теоретически, такая конструкция должна позволить медицинским работникам следить за заживлением раны в режиме реального времени, внося коррективы в лечение по мере необходимости.

Например, если в рану от ожога попадут бактерии гангрены, умная повязка сможет сразу же предупредить врачей. Более того, ее можно будет запрограммировать высвобождать антибиотики или другие препараты для борьбы с инфекцией по мере необходимости. Она сможет даже обнаружить присутствие определенных иммунных клеток и помочь стимулировать их к действию.

Фото в тексте: Jian-Cheng Lai, Bao Research Group / Stanford University

В то время как старые модели также были относительно громоздкими и подключались к компьютеру проводами, эта версия передает данные по беспроводной сети с помощью миниатюрной печатной платы и антенны, улавливающей энергию. При этом устройство не зависит от батареек, что делает всю конструкцию более тонкой и долговечной.

Пока что разработка тестировалась только на мышах. «Очевидно, что это своего рода лабораторный прототип исследования», — говорит Цзян. Чтобы использовать их на людях, исследователям необходимо будет увеличить размер бинтов и наладить производство, чтобы соответствовать спросу.

По словам Цзяна, прежде чем разработка будет завершена, команда также надеется добавить еще больше функций для сбора данных, таких как pH и химические датчики, которые улавливают биомаркеры, связанные с воспалением. В планах также применить алгоритмы машинного обучения, чтобы помочь отсортировать эти данные и поставить более точные диагнозы.

В целом, технология прошла долгий путь со времен грубых льняных бинтов на ранах. И, вероятно, она будет совершенствоваться дальше.

Источник.

Фото на обложке: Dragon Images / Shutterstock