超薄智能敷料可快速治愈和监测伤口

一项利用微凝胶的突破性新设计可以帮助治愈因免疫系统受损而加剧的伤口。
新型绷带比普通的创可贴复杂得多。Jian-Cheng Lai,斯坦福大学 Bao 研究小组

数百万人因疾病和免疫系统受损而常常不得不面对慢性伤口——通常是小伤口,但由于健康状况不佳,愈合时间会大大延长。除了恢复程度差异很大之外,糖尿病溃疡等问题也极其昂贵,单次治疗费用就高达 50,000 美元。总而言之,慢性伤口每年给美国人造成 250 亿美元的损失,但一种 remarkable 的新设备可能很快提供一种更有效、更经济的方式,不仅能帮助患者愈合,而且能比以往任何时候都更好地愈合。

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斯坦福大学的研究人员设计了一种智能绷带,能够实时监测伤口的愈合情况,同时加速伤口周围组织的生长和血流,并减轻疤痕的严重程度。该团队的新材料厚度仅为 100 微米(相当于一层乳胶漆),却包含了无线电天线、电刺激器、生物传感器和其他组件,这些组件位于一种被称为水凝胶的类皮肤聚合物之上。首次在《Nature Biotechnology》杂志上公布的研究结果。一旦贴在患者的伤口上,智能绷带就会监测温度和其他生物特征读数,然后将数据传输到智能手机程序。如果发现伤口愈合过慢或检测到感染,该装置就会在伤口部位发出微弱的电刺激,以促进组织生长并减轻炎症。

智能绷带的图片,显示了微控制器单元 (MCU)、晶体振荡器、高通滤波器 (HPF)、刺激和传感电极、印刷电路板的柔韧性、水凝胶界面对皮肤的粘附性以及电路板的纤薄布局。 Jian-Cheng Lai,斯坦福大学 Bao 研究小组

该研究论文的第一作者 Yuanwen Jiang 在一份声明中解释说:“智能绷带通过封闭伤口来保护它愈合。但它不是一个被动的工具。它是一种主动的治疗设备,有望彻底改变慢性伤口治疗的标准。”

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电刺激,也称为趋向性,已被证明可以加速多种伤口愈合过程,尽管研究人员指出,关于其影响仍有许多需要了解的地方——这恰恰是智能绷带的最终部署也可以帮助完成的事情。目前,这项发明仍处于概念验证阶段,同时还存在可扩展性、降低成本和数据存储等未解决的问题。报告还指出,人体组织可能排斥或对水凝胶材料产生刺激。尽管如此,初步测试表明,对于长期以来困扰无数受伤人士的重大问题而言,这是一个极其有希望且富有创意的进步。

 

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