Дни снятия бинтов могут скоро уйти в прошлое, благодаря ученым создающим новое доступное по цене, гибкое электронное покрытие, которое не только ускоряет процесс заживления и контролирует его по беспроводной связи, но и выполняет действие исчезновения, безвредно впитываясь в тело, когда его работа выполнена.
«Несмотря на то, что это электронное устройство, активные компоненты, взаимодействующие с раневым ложем, полностью рассасываются», — сказал Джон А. Роджерс (John A. Rogers) из Северо-Западного университета в США, один из руководителей исследования. «Таким образом, материалы исчезают естественным образом после завершения процесса заживления, что позволяет избежать любого повреждения ткани, которое в противном случае могло бы быть вызвано физическим извлечением».
Электронные повязки — это зарождающаяся, но ни в коем случае не новая технология, с более ранними разработками в виде пластырей, убивающих бактерии, повязок с питанием от движения и даже набегов на умные перевязочный материал. Но эта повязка является первой в своем роде биорассасывающейся повязкой, обеспечивающей электротерапию раны для ускорения заживления до 30 процентов и передающей данные о состоянии поврежденного участка, чтобы можно было наблюдать за ним издалека. Ученые считают, что это может изменить правила игры для диабетиков и других лиц, которые сталкиваются с серьезными осложнениями от частых и медленно заживающих язв.
«Когда у человека появляется рана, цель всегда состоит в том, чтобы закрыть эту рану как можно быстрее», — сказал Гильермо Амир (Guillermo A. Ameer) из Северо-Западного университета, один из руководителей исследования. «В противном случае открытая рана восприимчива к инфекции. А для людей с диабетом инфекции еще труднее лечить и они более опасны. Для этих пациентов существует большая неудовлетворенная потребность в экономически эффективных решениях, которые действительно работают для них. Наша новая повязка экономична, проста в применении, адаптируема, удобна и эффективна при закрытии ран, чтобы предотвратить инфекции и дальнейшие осложнения».
Эта беспроводная повязка без батареек мягко оборачивает рану с электродом в форме цветка, который располагается поверх места повреждения, и электродом в форме кольца, который окружает его на здоровой ткани. На другом конце повязки катушка для сбора энергии питает электроды, а система беспроводной связи ближнего радиуса действия передает данные с устройства в режиме реального времени.
Внутренний электрод будет располагаться на ране, а внешнее кольцо — на окружающих ее здоровых тканях. Фото: Northwestern University.
В исследовании на мышах, исследователи применяли электротерапию в течение 30 минут в день, и результаты показали, что раны закрывались на 30% быстрее. При этом за раной можно следить беспроводным способом, измеряя сопротивление электрическому току. Если текущий показатель остается высоким, это может предупредить врача пациента о том, что рана не заживает соответствующим образом, и он может вмешаться.
«Когда рана пытается зажить, она создает влажную среду», — говорит Амир. «Затем, по мере заживления, она должна подсохнуть. Влага изменяет ток, поэтому мы можем обнаружить это, отслеживая электрическое сопротивление в ране. Затем мы можем собрать эту информацию и передать ее по беспроводной сети. При лечении ран в идеале мы хотим, чтобы рана закрылась в течение месяца. Если это займет больше времени, эта задержка может вызывать опасения».
Команда хотела разработать повязку, которую не нужно было бы снимать, и обнаружила, что когда переходный металл молибден достаточно тонкий, он может подвергаться биоразложению. Молибден, распространенный в полупроводниках и электронике, также содержится во многих продуктах питания. Когда рана достаточно зажила, электрод в форме цветка, находящийся на чувствительном участке, растворяется и впитывается, не причиняя вреда коже.
«Мы первыми показали, что молибден можно использовать в качестве биоразлагаемого электрода для заживления ран», — сказал Амир. «Примерно через шесть месяцев большая часть этого исчезает. И мы обнаружили, что в органах очень мало накопления. Ничего необычного. Но количество металла, которое мы используем для изготовления этих электродов, настолько минимально, что мы не ожидаем, что это вызовет какие-то серьезные проблемы».
Теперь исследователи планируют протестировать «умное целебное средство» на диабетических язвах у крупных животных, прежде чем в идеале перейти к исследованию на людях.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances, и Амир обсуждает электронную повязку в видео ниже.
Источник: Northwestern University.
