以水為動力的”電繃帶”能黏住癒合緩慢的傷口
一段時間以來,科學家已經知道,電刺激可以加速糖尿病皮膚潰瘍等慢性傷口的癒合。一種輕薄、柔韌、廉價的新繃帶可將癒合電流直接輸送到傷口部位,只需加水即可啟動。
首先,電流是如何促進傷口癒合的呢?當輕微的電流通過受損組織時,會加快角質細胞(皮膚細胞)遷移到傷口部位的速度,加速組織閉合。它還能殺死細菌,減少感染。
許多傷口止血敷料的設計都考慮到了這一事實,儘管它們並非沒有限制。例如,有些敷料含有較厚的電池和其他電子元件,不僅成本高昂,而且配戴不便。
還有一些設備放棄了電池,改用無線供電,但它們要求病人靠近發射電磁場的換能器線圈。這種設置嚴重限制了病人的活動能力。
這就是新型WPED(即水動力無電子敷料)的實驗意義。
該產品由美國和韓國科學家團隊共同開發,採用現成的背膠繃帶形式,繃帶下端有兩個電極,上端有一個薄薄的柔性電池。將這種一次性使用的繃帶直接貼在慢性傷口上,電極就會緊貼受損組織的輪廓。
電池由一個鎂陽極和一個氯化銀陰極組成,兩者之間由一層浸漬了氯化鈉的纖維素隔開。只要纖維素保持乾燥,電池就不會失去活性。然而,一旦纖維素隔板被一滴水浸濕,離子就能穿過纖維素隔板,從陽極移動到陰極。
因此,電池開始產生約1.5 伏特的徑向電場,並透過電極向下層組織發射。加一次水可以維持長達七小時的電刺激,之後隔膜就會變乾。我們被告知,重新加水可再啟動電池約兩小時,但由於WPED 的價格非常便宜,大約一美元一個,因此最好是換上新的,然後丟棄舊的。
重要的是,這種繃帶可以由患者在家中自行貼上和啟動。這樣,當病人進行日常活動時,繃帶就會牢牢地、不顯眼地固定在病人的皮膚上,並在病人進行日常活動時提供治療電流。在對小鼠進行的實驗室測試中,使用WPED 治療的糖尿病皮膚潰瘍的癒合速度比使用傳統繃帶治療的傷口快30%。
該研究的共同通訊作者、北卡羅來納州立大學副教授阿邁-班多卡爾(Amay Bandodkar)說:”我們下一步的工作包括對我們減少電場波動和延長電場持續時間的能力進行微調。我們還在進行更多的測試,這將使我們更接近臨床試驗,最終實現實際應用,幫助人們。
有關這項研究的論文(哥倫比亞大學、貝斯以色列女執事醫療中心、喬治亞理工學院、高麗大學和韓國科學技術院的科學家也參與了這項研究)最近發表在《科學進展》雜誌上。