这种“智能绷带”或将改变伤口治疗方式,原因何在?

A person’s leg wrapped in bandage (not the smart bandage from this research).
Chronic wounds can be a source of significant suffering and disability for patients by the smart bandages could help.Image: Unsplash/ Diana Polekhina
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  • 伤口要顺利愈合,必须控制湿度。

  • 过去,若不取下绷带,就无法测量伤口湿度。

  • 新型“智能绷带”内置传感器,可准确测量湿度并将数据传输至智能手机。

  • 通过改变绷带的几何结构和材料,研究人员或许能对其进行微调,使之适用于不同类型的伤口。

保持适宜的湿度或是慢性伤口愈合的关键。然而,临床医生目前无法在不取下绷带的情况下检查湿度,而取下绷带可能会干扰愈合过程。一项新研究介绍了一种智能绷带,可实时测量伤口湿度并以无线方式传输数据。这项技术或可成为治疗慢性伤口的实用工具。

医生如何才能在不揭开绷带的情况下确认包扎的伤口正在愈合?这是个难题,因为取下绷带可能会干扰愈合过程。一项发表于开放获取期刊《Frontiers in Physics》的新研究提出的技术或许能有所帮助。

这种新型“智能绷带”内置传感器,可灵敏测量伤口湿度,并将数据传输至附近的智能手机,无需医生取下绷带。未来,研究人员或许可以通过改变绷带的几何结构和材料,对其进行微调,使之适用于不同类型的伤口。这项技术有望帮助医生更轻松、更有效地监测伤口。

慢性伤口会给患者带来巨大的痛苦和残疾。让这类伤口愈合并不容易,温度、葡萄糖水平和酸度等许多因素都可能影响伤口愈合。其中,湿度是最重要的因素之一。湿度过低,组织可能会干燥;湿度过高,组织则可能像泡澡后一样变白、起皱。这两种情况都会干扰愈合过程。

然而,医生若要检查伤口湿度,就必须取下绷带,这可能会损伤正在愈合的脆弱组织。这些问题促使研究人员研发了这款新型智能绷带,以无创方式监测伤口湿度。材料的选择是一项挑战,因为绷带必须具备生物相容性、可弃置且价格低廉。

工作原理

为此,研究人员采用一种称为丝网印刷的技术,将一种名为聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)的导电聚合物印制在纱布上,再将纱布与市售绷带材料结合。其原理是,伤口湿度变化会引起传感器测得的电信号发生变化。

新型“智能绷带”内置传感器,可准确测量湿度并将数据传输至智能手机。Image: 《用于伤口护理的无线纺织品湿度传感器》,Tessarolo 等,2021 年

“PEDOT:PSS 是一种有机半导体聚合物,可以像普通油墨一样轻松沉积在多种基材上,”该研究作者之一、博洛尼亚大学的玛尔塔·泰萨罗洛博士解释道。“我们还在纺织贴片中加入了一枚价格低廉、可弃置且适用于绷带的 RFID 标签,类似于服装防盗标签。该标签可以与智能手机无线传输湿度数据,让医护人员知道何时需要更换绷带。”

为了测试绷带,研究人员让其接触人工伤口渗出液,也就是从伤口渗出的液体,并测试了不同材质和形状的绷带。他们发现,这种绷带十分灵敏,能够在干燥、湿润和饱和状态下给出截然不同的读数,表明它可能成为伤口管理中的一种有价值的工具。

“我们开发了一系列绷带,采用不同层数,具备不同的吸收性能和特性,”另一位博洛尼亚大学研究作者卢卡·波桑齐尼博士说。“我们的设想是,不同类型的伤口都能找到适用的敷料,从渗液缓慢的伤口到渗液较多的伤口,例如烧伤和水疱。不过,在将这项技术应用于各种伤口之前,我们还需要进一步优化传感器的几何结构,并确定有助于最佳愈合的适宜传感器数值。”

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