神奇的智能創(chuàng)可貼

劉斯影

智能繃帶不僅可以監(jiān)測(cè)傷口的溫度和酸堿值，還能加快愈合速度，為慢性傷口患者減輕痛苦。

有些傷口無法自愈，比如燒傷、手術(shù)創(chuàng)傷和部分糖尿病潰瘍，這些傷口會(huì)長(zhǎng)期折磨患者，若不妥善處理，可能將一直無法愈合。它們有時(shí)還會(huì)被細(xì)菌感染，在某些極端情況下甚至是致命的。

目前，針對(duì)慢性傷口的各類療法，通常都需要做手術(shù)或過度使用抗生素。“有數(shù)千萬人被慢性傷口困擾，”加州理工學(xué)院的生物醫(yī)學(xué)工程師高偉說，“我們急需個(gè)性化的治療方案。”

在發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志的一項(xiàng)研究中，高偉及其同事在嚙齒動(dòng)物身上試用了一種智能繃帶。它能加快慢性傷口的愈合速度。這種繃帶由彈性聚合物貼片組成，貼片可粘附在皮膚上，且內(nèi)置藥物和一層輕薄的電子設(shè)備，該設(shè)備可以監(jiān)控并無線傳輸傷口的有關(guān)數(shù)據(jù)。

智能繃帶的成功研發(fā)離不開先前用電刺激促進(jìn)傷口愈合的有關(guān)嘗試。這一過程被稱為“電療”，能將免疫細(xì)胞和皮膚細(xì)胞引至傷口處，并促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)傷口的療愈。2022年，斯坦福大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師蔣圓聞發(fā)表的一項(xiàng)研究提到了一種繃帶，它能監(jiān)測(cè)傷口溫度和電導(dǎo)率，并依據(jù)所采集的數(shù)據(jù)把控電療的實(shí)施過程。

在蔣圓聞的研究中，智能繃帶新增了生物傳感功能。除了溫度和酸堿值，繃帶的生物傳感器還能監(jiān)測(cè)氨、葡萄糖、乳酸和尿酸的濃度。這些數(shù)據(jù)綜合反映了傷口發(fā)炎、感染和愈合階段的情況。“生物化學(xué)信號(hào)讓我們可以探測(cè)到分子水平上所發(fā)生的活動(dòng)，”蔣圓聞?wù)f，“這是關(guān)鍵突破點(diǎn)。”高偉及其同事正是在這個(gè)繃帶的基礎(chǔ)上添加了一種電活性凝膠。當(dāng)它被一個(gè)電極刺激時(shí)，會(huì)釋放出一種抗炎抗菌藥物。另一個(gè)電極則直接刺激傷口。

高偉團(tuán)隊(duì)在有糖尿病傷口的嚙齒動(dòng)物身上測(cè)試了這種繃帶，發(fā)現(xiàn)它能準(zhǔn)確地檢測(cè)出傷口在不同愈合階段的炎癥和代謝情況。借助智能繃帶在內(nèi)的綜合治療，嚙齒動(dòng)物的傷口在兩周內(nèi)完全愈合了；與之相比，其他單獨(dú)療法使傷口部分愈合；未經(jīng)治療的動(dòng)物，傷口沒有愈合。“我們希望2024年能將智能繃帶技術(shù)應(yīng)用到人類身上。”高偉說，“希望我們的研究成果能真正造福慢性傷口患者。”

編輯：要媛