ผ้าพันแผลอิเล็กทรอนิกส์แบบชั่วคราวชุดแรกจะรักษาเร็วขึ้น 30%

ผ้าพันแผลอิเล็กทรอนิกส์แบบชั่วคราวชุดแรกจะรักษาเร็วขึ้น 30%

ประทับเวลา: 22 กุมภาพันธ์ 2023 1:57 น
โหนดต้นทาง: 1972187
22 ก.พ. 2023 (ข่าวนาโนเวิร์ค) นักวิจัยของมหาวิทยาลัย Northwestern ได้พัฒนาผ้าพันแผลขนาดเล็ก ยืดหยุ่น และยืดได้เป็นครั้งแรก ซึ่งจะช่วยเร่งการรักษาโดยการส่งการบำบัดด้วยไฟฟ้าโดยตรงไปยังบริเวณที่เกิดบาดแผล ในการศึกษาในสัตว์ ผ้าพันแผลชนิดใหม่ช่วยรักษาแผลเบาหวานได้เร็วกว่าหนูที่ไม่มีผ้าพันแผลถึง 30% ผ้าพันแผลยังตรวจสอบกระบวนการรักษาอย่างแข็งขัน จากนั้นจะละลาย - อิเล็กโทรดและทั้งหมด - เข้าสู่ร่างกายโดยไม่เป็นอันตรายหลังจากที่ไม่ต้องการใช้อีกต่อไป อุปกรณ์ใหม่นี้สามารถเป็นเครื่องมืออันทรงพลังสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน ซึ่งแผลพุพองอาจนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนต่างๆ รวมถึงแขนขาขาดหรืออาจถึงแก่ชีวิตได้ งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า (“ระบบดูดซับทางชีวภาพ ไร้สาย และไม่ต้องใช้แบตเตอรี่สำหรับการบำบัดด้วยไฟฟ้าและการตรวจจับอิมพีแดนซ์ที่บริเวณบาดแผล”). นับเป็นผ้าพันแผลที่สามารถดูดซับทางชีวภาพชิ้นแรกที่สามารถให้การบำบัดด้วยไฟฟ้า และเป็นตัวอย่างแรกของระบบสร้างใหม่อัจฉริยะ อิเล็กโทรดรูปดอกไม้จิ๋ว ภาพระยะใกล้ของอิเล็กโทรดทั้งสองของผ้าพันแผล: อิเล็กโทรดรูปดอกไม้ขนาดเล็กที่วางอยู่ด้านบนของเตียงทำแผล และอิเล็กโทรดรูปวงแหวนที่วางอยู่บนเนื้อเยื่อปกติเพื่อล้อมรอบแผลทั้งหมด Guillermo A. Ameer จาก Northwestern ผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า “เมื่อคนเราเกิดบาดแผล เป้าหมายคือต้องปิดบาดแผลให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้” “มิฉะนั้น แผลเปิดจะไวต่อการติดเชื้อ และสำหรับผู้ที่เป็นเบาหวาน การติดเชื้อจะยิ่งรักษายากและอันตรายกว่า สำหรับผู้ป่วยเหล่านี้ มีความจำเป็นที่ไม่ได้รับการตอบสนองอย่างมากสำหรับโซลูชันที่คุ้มค่าซึ่งได้ผลจริงสำหรับพวกเขา ผ้าพันแผลแบบใหม่ของเรานั้นคุ้มค่า ใช้ง่าย ปรับเปลี่ยนได้ สะดวกสบาย และมีประสิทธิภาพในการปิดแผลเพื่อป้องกันการติดเชื้อและภาวะแทรกซ้อนอื่นๆ” “แม้ว่าจะเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่ส่วนประกอบที่ใช้งานซึ่งเชื่อมต่อกับเตียงทำแผลนั้นสามารถดูดซับได้ทั้งหมด” จอห์น เอ. โรเจอร์สจาก Northwestern ผู้ร่วมเป็นผู้นำการศึกษากล่าว “ด้วยเหตุนี้ วัสดุต่างๆ จึงหายไปตามธรรมชาติหลังจากกระบวนการบำบัดเสร็จสิ้น ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อเนื้อเยื่อที่อาจเกิดจากการสกัดทางกายภาพ” ผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมปฏิรูป Ameer เป็นศาสตราจารย์ Daniel Hale Williams สาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ Northwestern's McCormick School of Engineering และเป็นศาสตราจารย์ด้านศัลยกรรมที่ Northwestern University Feinberg School of Medicine นอกจากนี้เขายังเป็นผู้อำนวยการศูนย์ Advanced Regenerative Engineering (CARE) และโครงการฝึกอบรมด้าน Regenerative Engineering ก่อนปริญญาเอก ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจาก National Institutes of Health Rogers เป็นศาสตราจารย์ Louis Simpson และ Kimberly Querrey สาขาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ วิศวกรรมชีวการแพทย์และศัลยกรรมระบบประสาทที่ McCormick and Feinberg นอกจากนี้เขายังเป็นผู้อำนวยการสถาบัน Querrey Simpson สำหรับไบโออิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์สำหรับผ้าพันแผลอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น ศาสตราจารย์ Guillermo Ameer ถืออุปกรณ์ขนาดเล็ก บาง และยืดหยุ่น (ภาพ: มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น)

กำลังไฟฟ้า

เกือบ 30 ล้านคนในสหรัฐอเมริกาเป็นโรคเบาหวาน และประมาณ 15 ถึง 25% ของประชากรดังกล่าวพัฒนาแผลที่เท้าจากเบาหวานในช่วงชีวิตของพวกเขา เนื่องจากโรคเบาหวานอาจทำให้เส้นประสาทถูกทำลายซึ่งนำไปสู่อาการชาได้ ผู้ที่เป็นโรคเบาหวานจึงอาจพบตุ่มน้ำหรือรอยขีดข่วนเล็กๆ ง่ายๆ ที่ไม่มีใครสังเกตเห็นและไม่ได้รับการรักษา เนื่องจากระดับกลูโคสที่สูงทำให้ผนังเส้นเลือดฝอยหนาขึ้น การไหลเวียนของเลือดจึงช้าลง ทำให้แผลหายยากขึ้น มันเป็นพายุที่สมบูรณ์แบบสำหรับการบาดเจ็บเล็กน้อยที่จะพัฒนาเป็นบาดแผลที่อันตราย นักวิจัยอยากรู้ว่าการรักษาด้วยการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าสามารถช่วยปิดบาดแผลที่ดื้อรั้นเหล่านี้ได้หรือไม่ จากข้อมูลของ Ameer การบาดเจ็บสามารถรบกวนสัญญาณไฟฟ้าปกติของร่างกายได้ การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าจะช่วยคืนสัญญาณปกติของร่างกาย ดึงดูดเซลล์ใหม่ให้ย้ายไปยังเตียงทำแผล “ร่างกายของเราอาศัยสัญญาณไฟฟ้าในการทำงาน” Ameer กล่าว “เราพยายามฟื้นฟูหรือส่งเสริมสภาพแวดล้อมไฟฟ้าทั่วบาดแผลให้เป็นปกติมากขึ้น เราสังเกตเห็นว่าเซลล์ต่างๆ เคลื่อนเข้าสู่บาดแผลอย่างรวดเร็วและสร้างเนื้อเยื่อผิวหนังในบริเวณนั้นขึ้นใหม่ เนื้อเยื่อผิวหนังใหม่รวมถึงเส้นเลือดใหม่และการอักเสบก็สงบลง” ในอดีต แพทย์ใช้การบำบัดด้วยไฟฟ้าเพื่อการรักษา แต่อุปกรณ์ส่วนใหญ่นั้นรวมถึงอุปกรณ์แบบมีสายขนาดใหญ่ที่สามารถใช้ได้ภายใต้การดูแลในสถานพยาบาลเท่านั้น ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่สะดวกสบายมากขึ้นซึ่งสามารถสวมใส่ได้ตลอด 2018 ชั่วโมงที่บ้าน Ameer ร่วมมือกับ Rogers ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกด้านอิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพ ซึ่งเปิดตัวแนวคิดของยาอิเล็กทรอนิกส์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเป็นรายแรกในปี XNUMX

การควบคุมระยะไกล

ในที่สุดนักวิจัยทั้งสองและทีมของพวกเขาก็ได้พัฒนาผ้าพันแผลขนาดเล็กที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งพันรอบบริเวณที่บาดเจ็บอย่างนุ่มนวล ด้านหนึ่งของระบบสร้างใหม่อัจฉริยะประกอบด้วยอิเล็กโทรด 30 อิเล็กโทรด: อิเล็กโทรดรูปดอกไม้ขนาดเล็กที่วางอยู่ด้านบนของเตียงทำแผล และอิเล็กโทรดรูปวงแหวนซึ่งวางอยู่บนเนื้อเยื่อปกติเพื่อล้อมรอบแผลทั้งหมด อีกด้านของอุปกรณ์ประกอบด้วยขดลวดเก็บเกี่ยวพลังงานเพื่อจ่ายไฟให้กับระบบ และระบบการสื่อสารระยะใกล้ (NFC) เพื่อส่งข้อมูลแบบไร้สายแบบเรียลไทม์ ทีมงานยังได้รวมเซ็นเซอร์ที่สามารถประเมินว่าบาดแผลกำลังรักษาได้ดีเพียงใด โดยการวัดความต้านทานของกระแสไฟฟ้าทั่วบาดแผล แพทย์สามารถติดตามความคืบหน้าได้ การลดลงทีละน้อยของการวัดในปัจจุบันเกี่ยวข้องโดยตรงกับกระบวนการบำบัด ดังนั้น หากกระแสไฟยังคงสูงอยู่ แสดงว่าแพทย์รู้ว่ามีบางอย่างผิดปกติ ด้วยการเพิ่มความสามารถเหล่านี้ อุปกรณ์จึงสามารถทำงานได้จากระยะไกลโดยไม่ต้องใช้สาย จากระยะไกล แพทย์สามารถตัดสินใจได้ว่าจะใช้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเมื่อใด และสามารถตรวจสอบความคืบหน้าของการหายของแผลได้ Ameer กล่าวว่า "ในขณะที่บาดแผลพยายามรักษา จะทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ชื้น “จากนั้น เมื่อมันหาย มันก็ควรจะแห้ง ความชื้นทำให้กระแสเปลี่ยนไป เราจึงตรวจจับได้โดยการติดตามความต้านทานไฟฟ้าในบาดแผล จากนั้น เราสามารถรวบรวมข้อมูลนั้นและส่งข้อมูลแบบไร้สายได้ ด้วยการดูแลบาดแผล เราต้องการให้แผลปิดภายในหนึ่งเดือน หากใช้เวลานานกว่านี้ ความล่าช้านั้นอาจสร้างความกังวลได้” ในการศึกษาแบบจำลองสัตว์ขนาดเล็ก นักวิจัยใช้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเพียง 30 นาทีต่อวัน แม้เวลาสั้นๆ นี้เร่งการปิดขึ้น XNUMX%

พ.ร.บ.หายตัว

เมื่อแผลหายแล้ว อิเล็กโทรดรูปดอกไม้จะละลายเข้าไปในร่างกายโดยไม่จำเป็นต้องดึงออกมา ทีมงานสร้างอิเล็กโทรดจากโลหะที่เรียกว่าโมลิบดีนัม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์ พวกเขาค้นพบว่าเมื่อโมลิบดีนัมบางพอ ก็สามารถย่อยสลายได้ นอกจากนี้ยังไม่รบกวนกระบวนการบำบัด “เราเป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นว่าโมลิบดีนัมสามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสำหรับการรักษาบาดแผล” Ameer กล่าว “หลังจากนั้นประมาณหกเดือน ส่วนใหญ่ก็หายไป และเราพบว่ามีการสะสมในอวัยวะน้อยมาก ไม่มีอะไรผิดปกติ แต่ปริมาณโลหะที่เราใช้ทำอิเล็กโทรดเหล่านี้มีน้อยมาก เราไม่คาดหวังว่าจะทำให้เกิดปัญหาใหญ่ใดๆ” ต่อไป ทีมงานวางแผนที่จะทดสอบผ้าพันแผลสำหรับแผลเบาหวานในแบบจำลองสัตว์ขนาดใหญ่ จากนั้นพวกเขามีเป้าหมายที่จะทดสอบกับมนุษย์ เนื่องจากผ้าพันแผลใช้ประโยชน์จากพลังการรักษาของร่างกายโดยไม่ต้องปล่อยยาหรือสารชีวภาพ จึงต้องเผชิญกับอุปสรรคด้านกฎระเบียบน้อยลง ซึ่งหมายความว่าผู้ป่วยอาจเห็นผลิตภัณฑ์นี้ในท้องตลาดเร็วกว่านี้มาก

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก นาโนเวิร์ค