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.