Smarte bandager designet til at overvåge og skræddersy behandling til kroniske sår

Et team af ingeniører ledet af Tufts University har udviklet en prototypebandage designet til aktivt at overvåge tilstanden af ​​kroniske sår og levere passende lægemiddelbehandlinger for at forbedre chancerne for heling. Mens de laboratorietestede bandager mangler at blive vurderet i en klinisk kontekst, forskningen, offentliggjort i dag i tidsskriftet Lille , er rettet mod at transformere bandagering fra en traditionelt passiv behandling til et mere aktivt paradigme for at imødegå en vedvarende og vanskelig medicinsk udfordring.

Kroniske hudsår fra forbrændinger, diabetes, og andre medicinske tilstande kan overvælde hudens regenerative evner og ofte føre til vedvarende infektioner og amputationer. Med ideen om at hjælpe til den naturlige helingsproces, forskerne designet bandagerne med varmeelementer og termoresponsive lægemiddelbærere, der kan levere skræddersyede behandlinger som reaktion på indlejrede pH- og temperatursensorer, der sporer infektion og inflammation.

Ikke-helende kroniske sår er et betydeligt medicinsk problem - næsten 15 procent af Medicare-modtagere kræver behandling for mindst én type kroniske sår eller infektioner til en årlig pris på anslået 28 milliarder dollars, ifølge forskning offentliggjort i Value in Health. Patienterne er ofte ældre, ikke-ambulerende, og begrænset i deres evne til at yde egenomsorg, alligevel behandles ikke-helende sår typisk ambulant eller i hjemmet. De smarte bandager kunne give realtidsovervågning og levering af behandling med begrænset indgriben fra patienten eller plejepersonalet.

"Vi har været i stand til at tage en ny tilgang til bandager på grund af fremkomsten af ​​fleksibel elektronik, " sagde Sameer Sonkusale, Ph.D. professor i elektro- og computerteknik ved Tufts University's School of Engineering og tilsvarende medforfatter til studiet. "Faktisk, fleksibel elektronik har gjort mange bærbare medicinske anordninger mulige, men bandager har ændret sig lidt siden begyndelsen af ​​medicinen. Vi anvender simpelthen moderne teknologi på en gammel kunst i håbet om at forbedre resultaterne for et vanskeligt problem."

pH-værdien af ​​et kronisk sår er et af nøgleparametrene til at overvåge dets fremskridt. Normale helende sår falder inden for området pH 5,5 til 6,5, hvorimod ikke-helende inficerede sår kan have pH et godt stykke over 6,5. Temperatur er også en vigtig parameter, give information om niveauet af betændelse i og omkring såret. Mens de smarte bandager i denne undersøgelse kombinerer pH- og temperatursensorer, Sonkusale og hans team af ingeniører har også udviklet fleksible sensorer til oxygenering - en anden markør for heling - som kan integreres i bandagen. Betændelse kan også spores ikke kun af varme, men også af specifikke biomarkører.

En mikroprocessor læser dataene fra sensorerne og kan frigive medicin efter behov fra sine bærere ved at opvarme gelen. Hele konstruktionen er fastgjort til en gennemsigtig medicinsk tape for at danne en fleksibel bandage mindre end 3 mm tyk. Komponenter blev udvalgt for at holde bandagen lav pris og til engangsbrug, undtagen mikroprocessoren, som kan genbruges.

"Den smarte bandage, vi lavede, med pH- og temperatursensorer og levering af antibiotika, er virkelig en prototype for en bred vifte af muligheder, " sagde Sonkusale. "Man kan forestille sig at indlejre andre sensorkomponenter, stoffer, og vækstfaktorer, der behandler forskellige tilstande som reaktion på forskellige helbredende markører."

De smarte bandager er blevet skabt og testet med succes under in vitro-forhold. Prækliniske undersøgelser er nu i gang for at bestemme deres in vivo kliniske fordele ved at lette helingen sammenlignet med traditionelle bandager og sårplejeprodukter.