【Science Advances】可被人体吸收的电子绷带,慢性伤口愈合能增速30%,还可实时监测
导读 | 近年以来,全球范围内的糖尿病患者数量不断增加。在我国,成人糖尿病患者已经破亿,且患者人数仍在逐年递增。而作为糖尿病患者的严重并发症之一,糖尿病足溃疡也是相当一部分患者的噩梦。如果治疗不当,这些慢性伤口极有可能会导致患者被迫截肢。 |
近日,美国西北大学的研究人员首创一种小而灵活的、可伸展的绷带,它可柔和地包裹在受伤部位,通过直接向伤口部位提供电疗来加速愈合。这是第一个能够提供电疗的生物可吸收绷带,也是第一个智能再生系统的例子。这项研究于2023年2月22日发表在《Science Advances》。
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade4687
研究背景
01
全世界有数以亿计的糖尿病编者,其中约15-25%的人在一生中的某个阶段患上糖尿病足溃疡。这是因为糖尿病患者的高血糖会导致神经损伤和麻木,患者可能会出现简单的水泡或划痕,但却没有被注意到,因此也没有得到治疗。而高血糖还会使毛细血管壁增厚,血液循环减慢,使这些伤口更难愈合。这就像一场完美的风暴,一个小划痕会演变成危险的伤口,进一步发展为截肢甚至死亡。
身体依赖电信号来运作,伤口会破坏身体正常的电信号。因此,研究团队尝试电刺激疗法来恢复正常电信号。历史上,临床医生曾使用过电刺激疗法,但通常需要借助有线且笨重的设备,只能在医院的监督下使用。
新型电子智能绷带
02
为了设计一款可在家全天候佩戴的更舒适的产品,西北大学的Guillermo Ameer教授与John Rogers教授合作,两位教授和他们的团队最终开发出了一种小而灵活的智能电子绷带,可以轻柔地包裹在伤口部位。这是第一个能够提供电疗的生物可吸收绷带,也是第一个智能再生系统,该系统的一侧包含两个电极(钼电极):一个小型的花朵状电极位于伤口的正上方,另一个环形电极位于健康组织上,环绕整个伤口。
该设备的另一侧包含一个能量收集线圈,用于为系统供电,以及一个近场通信(NFC)系统,用于实时无线传输数据。研究团队还在该智能再生系统上安装了可以评估伤口愈合情况的传感器。通过测量穿过伤口的电流电阻,医生就可以监测伤口进展,电流会随着伤口的愈合而逐渐减小。通过在设备中内置的这些功能,可以在无线的情况下远程操作,决定何时进行电刺激、监测伤口愈合情况。
设备可有效促进慢性伤口愈合
03
研究团队使用小鼠模型对电疗系统开展进一步的验证工作。依据护理方式的不同,所有受试的糖尿病小鼠在接受了背部皮肤切除后被分为三组:治疗组使用钼电极,每天接受直流电刺激 30 分钟,直至伤口完全闭合;未治疗组使用没有电刺激的钼电极;而对照组则不使用钼电极,仅使用保护性敷料处理伤口。
通过观察伤口的闭合进展,研究者发现:与对照组和未治疗组相比,接受了电刺激疗法的小鼠伤口闭合时间减少了约30%。并且,在电刺激过程中受试小鼠没有发生明显的体重变化。
具体而言,经过电刺激治疗的伤口在第15天已经闭合了86.0±10%,而未治疗组仅愈合了 62.6±11%,对照组则为66.4±12%。另一方面,除治疗组外的其它小鼠需要4周以上才能完成伤口闭合,而治疗组则在不到3周内实现了伤口闭合。因此能够看出,该电刺激设备能够有效促进慢性伤口愈合。(转化医学网360zhyx.com)
参考资料:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade4687
注:本文旨在介绍医学研究进展,不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导,请至正规医院就诊。
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