“智能”伤口绷带的传感器可能跟踪愈合,免疫应答
来自Skoltech和德克萨斯大学奥斯汀的研究人员为可穿戴传感器提出了一种可穿戴传感器的验证,可追踪疮,溃疡和其他种类的慢性皮肤伤口中的愈合,即使没有必要去除绷带。本文在期刊上发表ACS传感器。
慢性的伤口无法迅速愈合,例如糖尿病足溃疡或压力溃疡,可以为医疗保健专业人员和患者的噩梦管理非常棘手。监测康复过程在评估治疗的需要时,医生和护士通常需要从伤口上取下绷带,这会损害正在恢复的组织,经常会伤害病人,需要住院治疗,特别是为了避免进一步感染。此外,如果伤口需要的不仅仅是视觉检查,其他可用的方法包括组织活检、表面拭子或病原体检测——这些侵入性的、昂贵的程序可能需要数天时间,但却无法产生有用的治疗指导。
这就是为什么'聪明'绷带基本上可穿戴传感器可以在愈合过程中监测某些生物标志物,捕获了医学工程师的注意。在新的研究中,由Skoltech Provost领导的俄罗斯 - 美国团队,Keith Stevenson教授,探索了电分析方法,由于它们的相对简单,灵敏度,耐用性和其他有吸引力的特征,对临床应用特别有前途。
Stevenson说:“我们研究的早期阶段涉及描述传感器性能,并展示在复杂的生物流体模拟物中灵敏和选择性的多分析检测,这些生物流体模拟物非常接近真实的生物环境。”
在这项新研究中,研究人员建立了一个基于柔性衬底上碳超微电极阵列(CUAs)的电分析缠绕传感器的早期原型。在之前的研究中,这种传感器被放置在石英基板上,但为了确保灵活性,作者开发了一种将阵列放置在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板上的方法。
该团队使用一个模拟的伤口环境来测试他们的传感器对三个关键生物标记的敏感性:绿脓杆菌产生的pyocyanin,这是一种典型的定植细菌慢性伤口;响应于免疫系统细胞的细菌感染的一氧化氮(NO)分泌;和尿酸,一种与伤口的严重程度强烈相关的代谢物。所有这些化合物都是电活性的:也就是说,它们响应电活动,因此可以通过电扫描传感器检测。
测试表明,传感器的检测和线性动态范围都表示传感器产生有意义的定量结果的浓度范围 - 这意味着基于这些的设备传感器可用于临床伤口监测。研究人员还在细胞培养中测试了他们的传感器,在那里它成功地从P. aeruginosa中检测到pyocyanin和从巨噬细胞(摧毁细菌和其他“入侵者”的免疫细胞)中检测到NO。最后,该传感器还能够检测出Ag的影响+银离子,已知的抗微生物剂,受细菌抑制苯硅蛋白的产生。
Keith Stevenson教授指出:“下一步是利用这种传感器技术进行体内研究,并在临床环境中实时监测人体伤口治疗效果。”
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