结合无线电刺激和生物传感器,智能绷带促伤口无痕修复

美国斯坦福大学研究人员24日在《自然·生物技术》发表论文称,他们已开发出一种无线智能绷带,通过监测伤口愈合过程并治疗伤口,以加速受伤组织修复。研究人员说,这种绷带能促进伤口更快闭合,增加流向受伤组织的新血流,并通过显著减少疤痕形成来促进皮肤恢复。

智能绷带由无线电路组成,使用阻抗/温度传感器来监测伤口愈合的进程。如果伤口愈合较慢或检测到感染,传感器会通知中央处理单元在伤口上施加更多的电刺激,以加速组织闭合并减少感染。研究人员能够在智能手机上实时无线跟踪传感器数据。

绷带电子层包括微控制器单元、无线电天线、存储器、电刺激器、生物传感器和其他组件,厚度仅为100微米,大约是一层乳胶漆的厚度。

所有这些电路都安装在巧妙设计的水凝胶上,该水凝胶被集成以向受伤组织提供治疗性电刺激并收集实时生物传感数据。

水凝胶中的聚合物经过精心设计,可在需要时牢固地黏附在伤口表面,但在加热到仅比体温高几度时,可干净、轻柔地拉开而不会伤害伤口。

电刺激可加速角质形成细胞向伤口部位的迁移,限制细菌感染并防止伤口表面形成生物膜,从而主动促进组织生长并帮助组织修复。研究人员采用经过充分研究的技术,并将其与实时生物传感器数据集成,以提供一种由生物传感器传达信息的新型自动化治疗方式。

智能绷带的生物传感功能可监测局部环境的生物物理变化,提供实时、快速、稳健且极其准确的方法来测量伤口状况。

研究人员下一步将研究电刺激为何以及如何更快地治愈伤口。他们认为,电刺激会促进促再生基因的激活,例如有助于病原体清除和伤口修复的抗炎基因,以及可增加肌肉和软组织生长的基因。同样,电刺激通过募集更多的M2抗炎巨噬细胞增加白细胞数量,这些巨噬细胞具有重要的促再生作用。

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责任编辑:李菲_HN
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