新型電子繃帶可加速傷口癒合使用後可溶於人體
撕掉創可貼的日子可能很快就會成為過去,科學家們創造了一種新的廉價、靈活的電子覆蓋物,它不僅可以加速和無線監測傷口癒合,而且在完成工作後被無害地吸收到體內,從而完成了自行消失的動作。
西北大學的John A. Rogers說:”雖然它是一個電子設備,但與傷口接觸的活性成分是完全可吸收的,因此,這些材料在癒合過程完成後自然消失,從而避免了對組織的任何損害,否則可能會因物理提取而造成損害”。他共同領導了這項研究
電子繃帶是一項新興技術,但絕不是新技術,早期開發的有殺滅細菌的貼片、運動供電的覆蓋物,甚至是對智能敷料的嘗試。但這種敷料是第一種生物可吸收繃帶,它向傷口提供電療,以加快傷口癒合速度達30%,並傳遞受傷部位的數據,以便從醫療機構或患者自行對其進行監控。西北大學的科學家們相信,對於糖尿病患者和其他因頻繁和緩慢癒合的傷口而面臨嚴重並發症的人來說,這可能是一個遊戲規則的改變。
西北大學的Guillermo A. Ameer是這項研究的共同負責人,他說:”當一個人出現傷口時,目標總是盡可能快地關閉這個傷口。否則,一個開放的傷口很容易受到感染。而且,對於糖尿病患者來說,感染更難治療,也更危險。對於這些患者來說,真正對他們有用的、具有成本效益的解決方案的需求還沒有得到滿足。我們的新繃帶具有成本效益,易於應用,適應性強,舒適,能有效關閉傷口,防止感染和進一步的並發症”。
這種無線、無電池的繃帶柔軟地包裹著傷口,一個花形的電極位於受傷部位的頂部,一個環形電極環繞在健康組織上。在繃帶的另一端,一個能量收集線圈為電極供電,一個近場通信系統實時無線傳輸設備的數據。
內層電極將被放置在傷口上,外環則在其周圍的健康組織上
在對小鼠的研究中,研究人員每天應用電療30分鐘,結果顯示傷口閉合的速度最多可以提高30%。在這期間,可以對傷口進行無線監測,測量電流的電阻。如果電流測量值仍然很高,這可以提醒病人的醫生,傷口沒有相應癒合並進行干預。
Ameer說:”當一個傷口試圖癒合時,它會產生一個潮濕的環境。然後,隨著它的癒合,它應該變乾。水分改變了電流,所以我們能夠通過跟踪傷口的電阻來檢測。然後,我們可以收集這些信息並以無線方式傳輸。在傷口護理管理方面,我們最好希望傷口能在一個月內閉合。如果需要更長的時間,這種延遲就會引起關注”。
該團隊希望開發一種不需要移除的繃帶,並發現當過渡金屬鉬足夠薄時,它可以進行生物降解。鉬在半導體和電子產品中很常見,也存在於許多食物中。當傷口充分癒合後,坐在敏感部位的花形電極就會溶解並被吸收,不會對皮膚造成困擾。
“我們是第一個表明鉬可以用作傷口癒合的可生物降解的電極,”Ameer說。”大約六個月後,它的大部分都消失了。而且我們發現在器官中的積聚非常少。沒有什麼不正常的現象。但我們用於製造這些電極的金屬量是如此之少,我們預計它不會造成任何重大問題。”
研究人員現在計劃在更大的動物身上測試糖尿病潰瘍的智能癒合器,然後再理想地轉入人類研究。
這項研究發表在《科學進展》雜誌上。