Новый беспроводной «умный пластырь» ускоряет заживление хронических ран

Хронические раны являются недооцененной медицинской проблемой. Считается, что сотни тысяч людей по всему миру страдают от физиологически заторможенных ран, которые не заживают. Хронические раны не просто неудобны и болезненны; они также увеличивают индивидуальные расходы на здравоохранение и мешают людям заниматься определенными видами деятельности, что приводит к снижению качества жизни.

Благодаря новой технологии, эту ситуацию можно кардинально изменить. Группа ученых из Стэнфордского университета разработала беспроводную «умную повязку», которая одновременно контролирует заживление ран и помогает ускорить заживление. Повязка может сократить время, в течение которого люди страдают от хронических ран, а также уменьшить физические повреждения и дискомфорт, вызванные традиционными методами лечения.

В исследовании, опубликованном на прошлой неделе в Nature Biotechnology, ученые описывают гибкое устройство с замкнутым контуром, которое "запечатывает" раны и передает важные биоданные на смартфон человека. Гидрогель составляет основу пластыря: в то время как обычные повязки тянут и рвут кожу, когда их снимают, гидрогель позволяет надежно прикрепить пластырь, не вызывая вторичных повреждений при снятии. Поверх гидрогеля находится электронный слой, отвечающий за наблюдение за раной и ее заживление. Этот слой толщиной всего 100 микрон содержит блок микроконтроллера (MCU), электрический стимулятор, радиоантенну, память и ряд биосенсоров.

Биосенсоры ищут два типа информации: изменения электрического сопротивления и колебания температуры. Известно, что импеданс (сопротивление кожи) увеличивается по мере заживления ран, а температура падает во время заживления ран. Понимание обоих этих показателей в режиме реального времени может информировать функцию ускорения восстановления умной повязки, которая использует электрическую стимуляцию для активации прорегенеративных генов. Один из этих генов, аполипопротеин Е, стимулирует рост мышц и мягких тканей, а селенопротеин Р уменьшает воспаление, помогая уничтожать патогены.

При тестировании на мышах, стимуляция умной повязкой действительно способствовала активации обоих генов, увеличивая количество лейкоцитов у каждого испытуемого. Мыши, получавшие лечение с помощью умной повязки, выздоравливали на 25 процентов быстрее, чем контрольные мыши. У "обработанных" мышей также наблюдалось 50-процентное улучшение ремоделирования кожи, что свидетельствует об улучшении качества лечения и физического разрешения.

На данный момент "умный пластырь" ученых — это всего лишь прототип. Команда надеется увеличить размер устройства, чтобы оно подходило людям, и одновременно найти способы снизить стоимость. Также может возникнуть необходимость в добавлении дополнительных биосенсоров, которые отслеживают pH, метаболиты и другие данные. Тем не менее, новый пластырь дает надежду тем, кто изо всех сил пытается исцелиться от постоянных, разрушающих жизнь ран.