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智能创可贴解决伤口愈合难题 精选

已有 6070 次阅读 2023-8-17 07:13 |系统分类:海外观察

美国西北大学的  John Rogers  团队 (大连理工大学解兆谦教授为共同第一作者) 在 Science 子刊 Science Advances 上发表了题为: Bioresorbable, wireless, and battery-free system for electrotherapy and impedance sensing at wound sites 的研究论文。研究人员首创一种小而灵活的、可伸展的绷带,它可柔和地包裹在受伤部位,通过直接向伤口部位提供电疗来加速愈合。这是第一个能够提供电疗的生物可吸收绷带,也是第一个智能再生系统的例子。这项研究2023年2月22日在线发表在《科学进展》杂志上。

研究人员开发了一种电动“智能绷带”,可以更快地愈合慢性伤口。这些绷带是由有弹性聚合物制成的,并附着在皮肤上。除了无线监测伤口外,它们还嵌入了药物和一层薄薄的电子设备,可以吸引伤口周围的免疫细胞和皮肤细胞。一些版本的绷带使用了生物传感器,可以检测炎症、感染和愈合阶段。到目前为止,这种绷带只在老鼠身上进行了测试,但在人类身上进行测试的计划可能会在一年内进行。

为什么这很重要:数以千万计的人都有无法自行愈合的慢性伤口。这些病变包括某些糖尿病性溃疡、烧伤和手术损伤。目前的治疗方法通常包括外科手术或大量使用抗生素。 专家们说:“迫切需要个性化的伤口治疗,”加州理工学院的生物医学工程师魏高伟说。

历史上,临床医生曾使用过电刺激疗法,但通常需要借助有线且笨重的设备,只能在医院的监督下使用。为了设计一款可在家全天候佩戴的更舒适的产品,西北大学的Guillermo Ameer 教授与 John Rogers 教授合作,John Rogers 教授是生物电子学先驱,他在2018年首次提出了生物可吸收电子医学的概念。

两位教授和他们的团队最终开发出了一种小而灵活的智能电子绷带,可以轻柔地包裹在伤口部位。这是第一个能够提供电疗的生物可吸收绷带,也是第一个智能再生系统,该系统的一侧包含两个电极 (钼电极) :一个小型的花朵状电极位于伤口的正上方,另一个环形电极位于健康组织上,环绕整个伤口。

该设备的另一侧包含一个能量收集线圈,用于为系统供电,以及一个近场通信 (NFC) 系统,用于实时无线传输数据。研究团队还在该智能再生系统上安装了可以评估伤口愈合情况的传感器。通过测量穿过伤口的电流电阻,医生就可以监测伤口进展,电流会随着伤口的愈合而逐渐减小。通过在设备中内置的这些功能,可以在无线的情况下远程操作,决定何时进行电刺激、监测伤口愈合情况。

图片1.png 

研究团队在糖尿病小鼠模型上进行了实验,结果显示,每天只需进行30分钟的电刺激,能够将伤口愈合速度加快30%。电刺激吸引了新细胞迁移到伤口并在伤口部位再生皮肤组织,新的皮肤组织包括新的血管,炎症也得到了抑制。



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