Ett team av ingenjörer under ledning av Tufts University har utvecklat ett prototypbandage som är utformat för att aktivt övervaka tillståndet för kroniska sår och leverera lämpliga läkemedelsbehandlingar för att förbättra chanserna för läkning. Medan de laboratorietestade bandagen återstår att bedöma i ett kliniskt sammanhang, forskningen, publiceras idag i tidningen Små , syftar till att omvandla bandage från en traditionellt passiv behandling till ett mer aktivt paradigm för att hantera en ihållande och svår medicinsk utmaning.

Kroniska hudskador från brännskador, diabetes, och andra medicinska tillstånd kan överväldiga hudens regenerativa förmåga och ofta leda till ihållande infektioner och amputationer. Med tanken på att ge hjälp till den naturliga läkningsprocessen, forskarna utformade bandagen med värmeelement och termoresponsiva läkemedelsbärare som kan leverera skräddarsydda behandlingar som svar på inbäddade pH- och temperatursensorer som spårar infektion och inflammation.

Icke-läkning av kroniska sår är ett betydande medicinskt problem-nästan 15 procent av Medicare-mottagarna kräver behandling för minst en typ av kroniskt sår eller infektion till en årlig kostnad av uppskattningsvis 28 miljarder dollar, enligt forskning publicerad i Value in Health. Patienterna är ofta äldre, icke-ambulerande, och begränsad i sin förmåga att tillhandahålla egenvård, men icke-läkande sår behandlas vanligtvis i poliklinik eller hemma. De smarta bandagen kan ge realtidsövervakning och leverans av behandling med begränsat ingripande från patienten eller vårdgivare.

"Vi har kunnat ta ett nytt förhållningssätt till bandage på grund av uppkomsten av flexibel elektronik, "sade Sameer Sonkusale, Ph.D. professor i el- och datateknik vid Tufts University's Engineering School och motsvarande medförfattare till studien. "Faktiskt, flexibel elektronik har möjliggjort många bärbara medicintekniska produkter, men bandage har förändrats lite sedan medicinens början. Vi tillämpar helt enkelt modern teknik på en gammal konst i hopp om att förbättra resultaten för ett svårhanterligt problem. "

PH för ett kroniskt sår är en av de viktigaste parametrarna för att övervaka dess framsteg. Normala läkningssår faller inom intervallet pH 5,5 till 6,5, medan icke-läkande infekterade sår kan ha ett pH-värde långt över 6,5. Temperatur är också en viktig parameter, ge information om graden av inflammation i och runt såret. Medan de smarta bandagen i denna studie kombinerar pH- och temperaturgivare, Sonkusale och hans team av ingenjörer har också utvecklat flexibla sensorer för syresättning - en annan markör för helande - som kan integreras i bandaget. Inflammation kan också spåras inte bara av värme, men också av specifika biomarkörer.

En mikroprocessor läser data från sensorerna och kan frigöra läkemedel på begäran från dess bärare genom att värma gelén. Hela konstruktionen fästs på en transparent medicinsk tejp för att bilda ett flexibelt bandage som är mindre än 3 mm tjockt. Komponenter valdes för att hålla bandaget låg kostnad och engångsbruk, förutom mikroprocessorn, som kan återanvändas.

"Det smarta bandaget vi skapade, med pH- och temperatursensorer och leverans av antibiotika, är verkligen en prototyp för ett brett spektrum av möjligheter, "sa Sonkusale." Man kan tänka sig att bädda in andra avkänningskomponenter, läkemedel, och tillväxtfaktorer som behandlar olika tillstånd som svar på olika helande markörer. "

De smarta bandagen har skapats och testats framgångsrikt under in vitro -förhållanden. Pre-kliniska studier pågår nu för att fastställa deras in vivo kliniska fördelar med att underlätta läkning jämfört med traditionella bandage och sårvårdsprodukter.