Perban elektronik transien pertama mempercepat penyembuhan sebesar 30%

22 Feb 2023 (Berita Nanowerk) Para peneliti Universitas Northwestern telah mengembangkan perban pertama yang kecil, fleksibel, dan dapat diregangkan yang mempercepat penyembuhan dengan memberikan elektroterapi langsung ke lokasi luka. Dalam sebuah penelitian pada hewan, perban baru menyembuhkan ulkus diabetes 30% lebih cepat daripada pada tikus tanpa perban. Perban juga secara aktif memantau proses penyembuhan dan kemudian larut tanpa membahayakan - elektroda dan semuanya - ke dalam tubuh setelah tidak lagi diperlukan. Perangkat baru ini dapat menjadi alat yang ampuh untuk pasien diabetes, yang bisulnya dapat menyebabkan berbagai komplikasi, termasuk anggota badan yang diamputasi atau bahkan kematian. Penelitian tersebut dipublikasikan di jurnal Kemajuan ilmu pengetahuan (“Sistem biosorbable, nirkabel, dan bebas baterai untuk elektroterapi dan sensor impedansi di lokasi luka”). Ini menandai perban bioresorbable pertama yang mampu memberikan elektroterapi dan contoh pertama dari sistem regeneratif cerdas. Pandangan dekat pada dua elektroda perban: Elektroda kecil berbentuk bunga yang berada tepat di atas dasar luka dan elektroda berbentuk cincin yang berada di jaringan sehat untuk mengelilingi seluruh luka. (Gambar: Universitas Northwestern) "Ketika seseorang mengembangkan luka, tujuannya selalu untuk menutup luka itu secepat mungkin," kata Guillermo A. Ameer dari Northwestern, yang ikut memimpin penelitian tersebut. “Kalau tidak, luka terbuka rentan terhadap infeksi. Dan, bagi penderita diabetes, infeksi bahkan lebih sulit diobati dan lebih berbahaya. Untuk pasien ini, ada kebutuhan besar yang belum terpenuhi untuk solusi hemat biaya yang benar-benar bekerja untuk mereka. Perban baru kami hemat biaya, mudah diaplikasikan, dapat disesuaikan, nyaman dan efisien dalam menutup luka untuk mencegah infeksi dan komplikasi lebih lanjut.” “Meskipun ini adalah perangkat elektronik, komponen aktif yang berinteraksi dengan dasar luka sepenuhnya dapat diserap kembali,” kata John A. Rogers dari Northwestern, yang ikut memimpin penelitian ini. “Dengan demikian, bahan-bahan tersebut hilang secara alami setelah proses penyembuhan selesai, sehingga menghindari kerusakan jaringan yang dapat disebabkan oleh pencabutan fisik.” Seorang ahli dalam teknik regeneratif, Ameer adalah Profesor Teknik Biomedis Daniel Hale Williams di Sekolah Teknik McCormick Northwestern dan profesor bedah di Fakultas Kedokteran Feinberg Universitas Northwestern. Dia juga memimpin Center for Advanced Regenerative Engineering (CARE) dan Program Pelatihan Teknik Regeneratif pradoktoral, yang didanai oleh National Institutes of Health. Rogers adalah Profesor Sains dan Teknik Material Louis Simpson dan Kimberly Querrey, Teknik Biomedis, dan Bedah Saraf di McCormick dan Feinberg. Dia juga mengarahkan Querrey Simpson Institute for Bioelectronics. Profesor Guillermo Ameer memegang perangkat kecil, tipis, dan fleksibel itu. (Gambar: Universitas Northwestern)

Kekuatan listrik

Hampir 30 juta orang di AS menderita diabetes, dan sekitar 15 sampai 25% dari populasi tersebut mengembangkan ulkus kaki diabetik di beberapa titik dalam hidup mereka. Karena diabetes dapat menyebabkan kerusakan saraf yang menyebabkan mati rasa, penderita diabetes mungkin mengalami lepuh sederhana atau goresan kecil yang tidak diketahui dan tidak diobati. Karena kadar glukosa yang tinggi juga menebalkan dinding kapiler, sirkulasi darah melambat, membuat luka ini lebih sulit sembuh. Ini adalah badai yang sempurna untuk cedera kecil berkembang menjadi luka berbahaya. Para peneliti penasaran untuk melihat apakah terapi stimulasi listrik dapat membantu menutup luka yang membandel ini. Menurut Ameer, cedera bisa mengganggu sinyal listrik normal tubuh. Dengan menerapkan stimulasi listrik, ini mengembalikan sinyal normal tubuh, menarik sel-sel baru untuk bermigrasi ke dasar luka. "Tubuh kita mengandalkan sinyal listrik untuk berfungsi," kata Ameer. “Kami mencoba memulihkan atau mempromosikan lingkungan listrik yang lebih normal di seluruh luka. Kami mengamati bahwa sel-sel bermigrasi dengan cepat ke dalam luka dan meregenerasi jaringan kulit di area tersebut. Jaringan kulit baru termasuk pembuluh darah baru, dan peradangan berkurang.” Secara historis, dokter telah menggunakan elektroterapi untuk penyembuhan. Tetapi sebagian besar peralatan itu termasuk peralatan berkabel dan besar yang hanya dapat digunakan di bawah pengawasan di lingkungan rumah sakit. Untuk merancang produk yang lebih nyaman dan dapat dipakai sepanjang waktu di rumah, Ameer bermitra dengan Rogers, pelopor bioelektronika yang pertama kali memperkenalkan konsep obat elektronik bioresorbable pada tahun 2018.

Remote control

Kedua peneliti dan tim mereka akhirnya mengembangkan perban kecil yang fleksibel yang membungkus dengan lembut di sekitar lokasi cedera. Satu sisi dari sistem regeneratif pintar berisi dua elektroda: Elektroda kecil berbentuk bunga yang berada tepat di atas dasar luka dan elektroda berbentuk cincin yang berada di jaringan sehat untuk mengelilingi seluruh luka. Sisi lain perangkat berisi koil pemanen energi untuk memberi daya pada sistem dan sistem komunikasi jarak dekat (NFC) untuk mengangkut data secara nirkabel dalam waktu nyata. Tim juga menyertakan sensor yang dapat menilai seberapa baik penyembuhan luka. Dengan mengukur resistansi arus listrik pada luka, dokter dapat memantau perkembangannya. Penurunan pengukuran arus secara bertahap berhubungan langsung dengan proses penyembuhan. Jadi, jika arusnya tetap tinggi, maka dokter tahu ada yang tidak beres. Dengan membangun kemampuan ini, perangkat dapat dioperasikan dari jarak jauh tanpa kabel. Dari jauh, seorang dokter dapat memutuskan kapan akan menerapkan rangsangan listrik dan dapat memantau kemajuan penyembuhan luka. “Saat luka mencoba sembuh, itu menghasilkan lingkungan yang lembab,” kata Ameer. “Kemudian, saat sembuh, itu akan mengering. Kelembaban mengubah arus, sehingga kami dapat mendeteksinya dengan melacak hambatan listrik pada luka. Kemudian, kami dapat mengumpulkan informasi tersebut dan mengirimkannya secara nirkabel. Dengan manajemen perawatan luka, idealnya kita ingin luka menutup dalam waktu satu bulan. Jika butuh waktu lebih lama, penundaan itu dapat menimbulkan kekhawatiran.” Dalam studi model hewan kecil, para peneliti menerapkan stimulasi listrik hanya selama 30 menit sehari. Bahkan waktu yang singkat ini mempercepat penutupan hingga 30%.

Tindakan menghilang

Saat luka sembuh, elektroda berbentuk bunga larut begitu saja ke dalam tubuh, melewati kebutuhan untuk mengambilnya kembali. Tim membuat elektroda dari logam yang disebut molybdenum, yang banyak digunakan dalam aplikasi elektronik dan semikonduktor. Mereka menemukan bahwa ketika molibdenum cukup tipis, ia dapat terurai. Selain itu, tidak mengganggu proses penyembuhan. “Kami adalah yang pertama menunjukkan bahwa molibdenum dapat digunakan sebagai elektroda biodegradable untuk penyembuhan luka,” kata Ameer. “Setelah sekitar enam bulan, sebagian besar hilang. Dan kami menemukan sangat sedikit penumpukan di organ. Tidak ada yang luar biasa. Namun jumlah logam yang kami gunakan untuk membuat elektroda ini sangat minim, kami tidak memperkirakannya akan menyebabkan masalah besar.” Selanjutnya, tim berencana menguji perban mereka untuk ulkus diabetik pada model hewan yang lebih besar. Kemudian, mereka bertujuan untuk mengujinya pada manusia. Karena perban memanfaatkan kekuatan penyembuhan tubuh sendiri tanpa melepaskan obat-obatan atau biologis, perban menghadapi lebih sedikit hambatan regulasi. Ini berarti pasien berpotensi dapat melihatnya di pasar lebih cepat.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62432.php