Ensimmäinen ohimenevä elektroninen side nopeuttaa paranemista 30 %

Ensimmäinen ohimenevä elektroninen side nopeuttaa paranemista 30 %

Aikaleima: 22. helmikuuta 2023 1
Lähdesolmu: 1972187
22. helmikuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Northwestern Universityn tutkijat ovat kehittäneet lajissaan ensimmäisen pienen, joustavan, venyvän siteen, joka nopeuttaa paranemista toimittamalla sähköhoitoa suoraan haavan alueelle. Eläintutkimuksessa uusi side paransi diabeettiset haavaumat 30 % nopeammin kuin hiirillä ilman sidettä. Side tarkkailee myös aktiivisesti paranemisprosessia ja liukenee sitten harmittomasti elimistöön – elektrodit ja kaikki – sen jälkeen, kun sitä ei enää tarvita. Uusi laite voisi tarjota tehokkaan työkalun diabeetikoille, joiden haavaumat voivat johtaa erilaisiin komplikaatioihin, kuten amputoituihin raajoihin tai jopa kuolemaan. Tutkimus julkaistiin lehdessä Tiede ennakot ("Bioresorboituva, langaton ja paristoton järjestelmä sähköhoitoon ja impedanssin tunnistamiseen haavakohdissa"). Se on ensimmäinen bioresorboituva side, joka pystyy toimittamaan sähköhoitoa, ja ensimmäinen esimerkki älykkäästä regeneratiivisesta järjestelmästä. pieni kukkamainen elektrodi Lähikuva siteen kahdesta elektrodista: pieni kukan muotoinen elektrodi, joka sijaitsee aivan haavapohjan päällä, ja renkaan muotoinen elektrodi, joka istuu terveellä kudoksella ja ympäröi koko haavaa. (Kuva: Northwestern University) "Kun henkilö saa haavan, tavoitteena on aina sulkea haava mahdollisimman nopeasti", sanoi Northwesternin Guillermo A. Ameer, joka johti tutkimusta. "Muuten avohaava on herkkä infektiolle. Ja diabeetikoille infektioita on vielä vaikeampi hoitaa ja ne ovat vaarallisempia. Näillä potilailla on suuri tyydyttämätön tarve kustannustehokkaille ratkaisuille, jotka todella toimivat heille. Uusi sidemme on kustannustehokas, helppo kiinnittää, mukautuva, mukava ja tehokas haavojen sulkemiseen infektioiden ja lisäkomplikaatioiden estämiseksi. "Vaikka se on elektroninen laite, aktiiviset komponentit, jotka ovat yhteydessä haavapohjaan, ovat täysin imeytyviä", sanoi Northwesternin John A. Rogers, joka johti tutkimusta. "Sellaisenaan materiaalit katoavat luonnollisesti paranemisprosessin päätyttyä, jolloin vältetään kudosvauriot, jotka muuten voisivat aiheutua fyysisestä poistamisesta." Regeneratiivisen tekniikan asiantuntija Ameer on Daniel Hale Williamsin biolääketieteen tekniikan professori Northwesternin McCormick School of Engineeringissä ja kirurgian professori Northwesternin yliopiston Feinbergin lääketieteellisessä tiedekunnassa. Hän johtaa myös Center for Advanced Regenerative Engineering -keskusta (CARE) ja tohtorikoulutusta edeltävää regeneratiivisen tekniikan koulutusohjelmaa, jota rahoittavat National Institutes of Health. Rogers on Louis Simpsonin ja Kimberly Querreyn materiaalitieteen ja tekniikan, lääketieteellisen tekniikan ja neurologisen kirurgian professori McCormickissa ja Feinbergissä. Hän johtaa myös Querrey Simpson Institute for Bioelectronics -instituuttia. laite joustavalle elektroniselle siteelle Professori Guillermo Ameer pitelee pientä, ohutta ja joustavaa laitetta. (Kuva: Northwestern University)

Sähkön voima

Yhdysvalloissa lähes 30 miljoonalla ihmisellä on diabetes, ja noin 15-25 % tästä väestöstä kehittää diabeettisen jalkahaavan jossain vaiheessa elämäänsä. Koska diabetes voi aiheuttaa hermovaurioita, jotka johtavat tunnottomuuteen, diabeetikoilla voi esiintyä yksinkertaisia ​​rakkuloita tai pieniä naarmuja, jotka jäävät huomaamatta ja hoitamatta. Koska korkea glukoositaso myös paksuntaa kapillaarien seinämiä, verenkierto hidastuu, mikä vaikeuttaa näiden haavojen paranemista. Se on täydellinen myrsky, jossa pieni vamma voi kehittyä vaaralliseksi haavaksi. Tutkijat olivat uteliaita näkemään, voisiko sähköstimulaatiohoito auttaa sulkemaan nämä itsepintaiset haavat. Ameerin mukaan vammat voivat häiritä kehon normaaleja sähkösignaaleja. Sähköstimulaatiota käyttämällä se palauttaa kehon normaalit signaalit ja houkuttelee uusia soluja siirtymään haavapohjaan. "Kehomme luottaa sähköisiin signaaleihin toimiakseen", Ameer sanoi. "Yritimme palauttaa tai edistää normaalimpaa sähköistä ympäristöä haavan poikki. Havaitsimme, että solut siirtyivät nopeasti haavaan ja uudistivat ihokudosta alueella. Uuteen ihokudokseen sisältyi uusia verisuonia, ja tulehdus oli hillitty." Historiallisesti kliinikot ovat käyttäneet sähköterapiaa parantamiseen. Mutta suurin osa laitteista sisältää langallisia, tilaa vieviä laitteita, joita voidaan käyttää vain valvonnassa sairaalaympäristössä. Suunnitellakseen mukavamman tuotteen, jota voitaisiin käyttää ympäri vuorokauden kotona, Ameer teki yhteistyötä Rogersin kanssa, bioelektroniikan edelläkävijä, joka esitteli ensimmäisen kerran bioresorboituvan elektronisen lääketieteen konseptin vuonna 2018.

kaukosäädin

Kaksi tutkijaa ja heidän tiiminsä kehittivät lopulta pienen, joustavan siteen, joka kietoutuu pehmeästi vammakohdan ympärille. Älykkään regeneratiivisen järjestelmän toisella puolella on kaksi elektrodia: pieni kukanmuotoinen elektrodi, joka sijaitsee aivan haavapetikkeen päällä, ja renkaan muotoinen elektrodi, joka istuu terveellä kudoksella ja ympäröi koko haavaa. Laitteen toisella puolella on energiankeruukäämi järjestelmän virtalähteeksi ja lähikenttäviestintäjärjestelmä (NFC) tiedon siirtämiseksi langattomasti reaaliajassa. Ryhmään kuului myös antureita, jotka voivat arvioida, kuinka hyvin haava paranee. Lääkärit voivat seurata haavan etenemistä mittaamalla sähkövirran vastuksen haavan yli. Virran mittauksen asteittainen lasku liittyy suoraan paranemisprosessiin. Joten jos virta pysyy korkeana, lääkärit tietävät, että jotain on vialla. Näitä ominaisuuksia rakentamalla laitetta voidaan ohjata etänä ilman johtoja. Lääkäri voi kaukaa päättää, milloin sähköstimulaatiota käytetään, ja voi seurata haavan paranemisen edistymistä. "Kun haava yrittää parantua, se tuottaa kostean ympäristön", Ameer sanoi. "Sitten, kun se paranee, sen pitäisi kuivua. Kosteus muuttaa virtaa, joten voimme havaita sen seuraamalla haavan sähkövastusta. Sitten voimme kerätä tiedot ja lähettää ne langattomasti. Haavojen hoidossa haluamme ihanteellisesti haavan sulkeutuvan kuukauden kuluessa. Jos se kestää kauemmin, viive voi aiheuttaa huolta." Pieneläinmallitutkimuksessa tutkijat käyttivät sähköstimulaatiota vain 30 minuuttia päivässä. Jopa tämä lyhyt aika nopeutti sulkemista 30 %.

Häviävä teko

Kun haava on parantunut, kukan muotoinen elektrodi yksinkertaisesti liukenee kehoon ohittaen tarpeen palauttaa se. Ryhmä valmisti elektrodit metallista nimeltä molybdeeni, jota käytetään laajalti elektroniikka- ja puolijohdesovelluksissa. He havaitsivat, että kun molybdeeni on tarpeeksi ohutta, se voi hajota biologisesti. Lisäksi se ei häiritse paranemisprosessia. "Olemme ensimmäisiä, jotka osoittavat, että molybdeenia voidaan käyttää biohajoavana elektrodina haavan paranemiseen", Ameer sanoi. "Noin kuuden kuukauden jälkeen suurin osa siitä oli poissa. Ja havaitsimme, että elimiin on kertynyt hyvin vähän. Ei mitään poikkeavaa. Mutta näiden elektrodien valmistukseen käyttämämme metallin määrä on niin pieni, että emme odota sen aiheuttavan suuria ongelmia. Seuraavaksi tiimi aikoo testata sidettä diabeettisten haavaumien varalta suuremmassa eläinmallissa. Sitten he pyrkivät testaamaan sitä ihmisillä. Koska side hyödyntää kehon omaa parantavaa voimaa vapauttamatta lääkkeitä tai biologisia aineita, sillä on vähemmän sääntelyesteitä. Tämä tarkoittaa, että potilaat saattavat nähdä sen markkinoilla paljon aikaisemmin.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Nanowerk