加入时间:2024-01-16 18:32 访问量:2191 信息来源: 海外文摘 2024年1期
有些伤口无法自愈,比如烧伤、手术创伤和部分糖尿病溃疡,这些伤口会长期折磨患者,若不妥善处理,可能将一直无法愈合。它们有时还会被细菌感染,在某些极端情况下甚至是致命的。
目前,针对慢性伤口的各类疗法,通常都需要做手术或过度使用抗生素。“有数千万人被慢性伤口困扰,”加州理工学院的生物医学工程师高伟说,“我们急需个性化的治疗方案。”
在发表于《科学进展》杂志的一项研究中,高伟及其同事在啮齿动物身上试用了一种智能绷带。它能加快慢性伤口的愈合速度。这种绷带由弹性聚合物贴片组成,贴片可黏附在皮肤上,且内置药物和一层轻薄的电子设备,该设备可以监控并无线传输伤口的有关数据。
智能绷带的成功研发离不开先前用电刺激促进伤口愈合的有关尝试。这一过程被称为“电疗”,能将免疫细胞和皮肤细胞引至伤口处,并促进细胞生长和分裂,由此实现对伤口的疗愈。2022年,斯坦福大学生物医学工程师蒋圆闻发表的一项研究提到了一种绷带,它能监测伤口温度和电导率,并依据所采集的数据把控电疗的实施过程。
在蒋圆闻的研究中,智能绷带新增了生物传感功能。除了温度和酸碱值,绷带的生物传感器还能监测氨、葡萄糖、乳酸和尿酸的浓度。这些数据综合反映了伤口发炎、感染和愈合阶段的情况。“生物化学信号让我们可以探测到分子水平上所发生的活动,”蒋圆闻说,“这是关键突破点。”高伟及其同事正是在这个绷带的基础上添加了一种电活性凝胶。当它被一个电极刺激时,会释放出一种抗炎抗菌药物。另一个电极则直接刺激伤口。
高伟团队在有糖尿病伤口的啮齿动物身上测试了这种绷带,发现它能准确地检测出伤口在不同愈合阶段的炎症和代谢情况。借助智能绷带在内的综合治疗,啮齿动物的伤口在两周内完全愈合了;与之相比,其他单独疗法使伤口部分愈合;未经治疗的动物,伤口没有愈合。“我们希望2024年能将智能绷带技术应用到人类身上。”高伟说,“希望我们的研究成果能真正造福慢性伤口患者。”