Як розумні пов’язки дозволять стежити за ранами в режимі реального часу

Тисячі років бинти були незамінним компонентом будь-якої аптечки першої допомоги. Вони, безумовно, врятували безліч життів, зупинивши кровотечу і запобігши зараженню. Однак у них є і недолік: якщо пов’язку не доглядати належним чином, під нею будуть накопичуватися бактерії, і рана загноїться.

Але що, якби пов’язка могла розповісти, що відбувається всередині рани в режимі реального часу? Чи навіть лікувати інфекцію? Озброївшись цими ідеями, міжнародна група дослідників запропонувала свою конструкцію розумної пов’язки.

Розумні пов’язки не просто захищають рану — вони призначені для «стимулювання міграції клітин, проліферації та навіть зменшення зараження», — каже Юаньвен Цзян, інженер-хімік зі Стенфордського університету та один з авторів нового дослідження.

Нова технологія дозволить медикам стежити за загоєнням рани у реальному часі. Вчені сподіваються, що в майбутньому інтегрована розумна пов’язка стане стандартним методом лікування хронічних ран у лікарнях.

Розумні пов’язки з’явилися разом з гнучкою електронікою, схожою на шкіру, яка розроблялася ще з 1960-х років, але набула поширення лише останніми роками.

В її основі схеми, розміщені на ультратонкому, гнучкому матеріалі на зразок пластику або фольги. За останнє десятиліття 3D-принтери значно спростили виробництво таких дрібниць, і все більше інженерів захоплюються ідеєю створення більш досконалих перев’язувальних засобів.

Але навіщо намагатись покращити класику? По-перше, деякі рани залікувати важче, ніж інші. Так, відомо, що опіки важко піддаються лікуванню, тому що вони руйнують великі ділянки шкіри, а нова шкіра часто не може рости досить швидко, щоб перешкоджати проникненню патогенних бактерій.

А у пацієнтів із такими захворюваннями, як діабет, які можуть послабити імунну систему, навіть відносно незначна рана може затягтися надовго. Такі рани часто інфікуються і можуть закінчитися ампутацією.

Для пацієнтів із хронічними ранами розумні пов’язки стануть перспективним рішенням. Але й досі ця технологія ще не довела своєї високої ефективності. Цзян і співавтори сподіваються, що запропонований ними варіант подолає багато цих обмежень.

У минулому більшість «розумних» пов’язок виконували одне з двох завдань: збирати інформацію про хронічну рану або сприяти її загоєнню. Але при розробці своєї нової бездротової смартпов’язки дослідники подумали: «Чому б не використовувати те й інше?».

«Ми змогли об’єднати обидва датчики та стимулятори в одному інтегрованому пластирі», — пояснює Цзян. В результаті, теоретично, така конструкція має дозволити медичним працівникам стежити за загоєнням рани в режимі реального часу, вносячи корективи в лікування за необхідності.

Наприклад, якщо в рану від опіку потраплять бактерії гангрени, розумна пов’язка зможе відразу попередити лікарів. Щобільше, її можна буде запрограмувати вивільняти антибіотики або інші препарати для боротьби з інфекцією за необхідності. Нова розумна пов’язка зможе навіть виявити присутність певних імунних клітин та допомогти стимулювати їх до дії.

У той час як старі моделі пов’язок також були відносно громіздкими та підключалися до комп’ютера проводами, ця версія передає дані бездротовою мережею за допомогою мініатюрної друкованої плати та антени, що вловлює енергію. При цьому пристрій не залежить від батарейок, що робить всю конструкцію тоншою і довговічнішою.

Поки що технологія тестувалася тільки на мишах. «Очевидно, що це свого роду лабораторний прототип дослідження», — каже Цзян. Щоб використати їх на людях, дослідникам необхідно буде збільшити розмір бинтів та налагодити виробництво, щоб відповідати попиту.

За словами Цзяна, перш ніж розробка буде завершена, команда також сподівається додати ще більше функцій для збору даних, таких як pH та хімічні датчики, які вловлюють біомаркери, пов’язані із запаленням. У планах також застосувати алгоритми машинного навчання, щоб допомогти відсортувати ці дані та поставити більш точні діагнози.

Загалом технологія пройшла довгий шлях із часів грубих лляних пов’язок на ранах. І, ймовірно, удосконалюватимуться далі.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Джерело: Inverse

Читайте также:

Як біотехнологічні лабораторії використовують штучний інтелект щоб створити нові ліки

5 найкращих організацій, які використовують Web 3.0 для вирішення біотехнологічних проблем

10 корисних розумних пристроїв, що змінять життя на краще

П’ять додатків доповненої реальності, що використовуються в охороні здоров’я