Een team van ingenieurs onder leiding van Tufts University heeft een prototype verband ontwikkeld dat is ontworpen om de toestand van chronische wonden actief te controleren en geschikte medicamenteuze behandelingen te geven om de kansen op genezing te verbeteren. Hoewel de in het laboratorium geteste verbandmiddelen nog moeten worden beoordeeld in een klinische context, het onderzoek, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Klein , is gericht op het transformeren van zwachtelen van een traditioneel passieve behandeling in een actiever paradigma om een ​​hardnekkige en moeilijke medische uitdaging aan te pakken.

Chronische huidwonden door brandwonden, suikerziekte, en andere medische aandoeningen kunnen het regeneratieve vermogen van de huid overweldigen en leiden vaak tot aanhoudende infecties en amputaties. Met het idee om het natuurlijke genezingsproces te ondersteunen, de onderzoekers ontwierpen de verbanden met verwarmingselementen en thermoresponsieve medicijndragers die op maat gemaakte behandelingen kunnen leveren als reactie op ingebouwde pH- en temperatuursensoren die infectie en ontsteking volgen.

Niet-genezende chronische wonden vormen een aanzienlijk medisch probleem - bijna 15 procent van de begunstigden van Medicare heeft behandeling nodig voor ten minste één type chronische wond of infectie tegen een jaarlijkse kostprijs van naar schatting $ 28 miljard, volgens onderzoek gepubliceerd in Value in Health. Patiënten zijn vaak ouder, niet-ambulant, en beperkt in hun vermogen om voor zichzelf te zorgen, toch worden niet-genezende wonden meestal poliklinisch of thuis behandeld. De slimme verbanden kunnen realtime monitoring en behandeling bieden met beperkte tussenkomst van de patiënt of zorgverleners.

"We hebben een nieuwe benadering van verband kunnen kiezen door de opkomst van flexibele elektronica, " zei Sameer Sonkusale, doctoraat hoogleraar elektrische en computertechniek aan de Tufts University's School of Engineering en corresponderende co-auteur van de studie. "In feite, flexibele elektronica heeft veel draagbare medische apparaten mogelijk gemaakt, maar verbanden zijn sinds het begin van de geneeskunde weinig veranderd. We passen gewoon moderne technologie toe op een oude kunst in de hoop de resultaten voor een hardnekkig probleem te verbeteren."

De pH van een chronische wond is een van de belangrijkste parameters voor het bewaken van de voortgang ervan. Normaal genezende wonden vallen binnen het bereik van pH 5,5 tot 6,5, terwijl niet-genezende geïnfecteerde wonden een pH van ruim boven 6,5 kunnen hebben. Temperatuur is ook een belangrijke parameter, het verstrekken van informatie over de mate van ontsteking in en rond de wond. Terwijl de slimme verbanden in deze studie pH- en temperatuursensoren combineren, Sonkusale en zijn team van ingenieurs hebben ook flexibele sensoren ontwikkeld voor oxygenatie - een andere marker van genezing - die in het verband kunnen worden geïntegreerd. Ontsteking kan ook worden gevolgd, niet alleen door warmte, maar ook door specifieke biomarkers.

Een microprocessor leest de gegevens van de sensoren en kan het medicijn op verzoek van zijn dragers vrijgeven door de gel te verwarmen. De hele constructie is bevestigd aan een transparante medische tape om een ​​flexibel verband te vormen dat minder dan 3 mm dik is. Componenten werden geselecteerd om het verband goedkoop en wegwerpbaar te houden, behalve de microprocessor, die opnieuw kan worden gebruikt.

"Het slimme verband dat we hebben gemaakt, met pH- en temperatuursensoren en toediening van antibiotica, is echt een prototype voor een breed scala aan mogelijkheden, "zei Sonkusale. "Je kunt je voorstellen dat je andere sensorcomponenten inbouwt, verdovende middelen, en groeifactoren die verschillende aandoeningen behandelen als reactie op verschillende genezingsmarkers."

De slimme zwachtels zijn gemaakt en met succes getest onder in vitro omstandigheden. Preklinische studies zijn nu aan de gang om hun in vivo klinische voordelen te bepalen bij het vergemakkelijken van genezing in vergelijking met traditionele verbanden en wondverzorgingsproducten.