Smart Wund Patch erkennt den Heilungsfortschritt und das Infektionsrisiko

Ein bluetooth-fähiger flexibler Sensor-Patch von RMIT lässt Ärzte und Patienten in einer heilenden Wunde sehen, ohne das Verband anzuheben, Probleme frühzeitig zu erkennen und die Genesung auf dem Laufenden zu halten.

Studie: Multiplexed Cutaneous Wund Monitor für Point-of-Care-Anwendungen. Bildnachweis: New Africa/Shutterstock.com

Forscher des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), Australien, entwickelten ein tragbares Wundüberwachungsgerät, um chronische Wunden und Infektionen zu lindern, indem sie den häufigen physischen Kontakt reduzierten. Ein detaillierter Bericht wird in veröffentlicht in Fortgeschrittene nanobiomierte Forschung.

Hintergrund

Tragbare Wundmonitore sind medizinische Geräte, die zur kontinuierlichen Überwachung des Fortschreitens der Wundheilung verwendet werden. Diese Geräte erhalten im Gesundheitswesen erhebliche Aufmerksamkeit aufgrund ihrer Fähigkeit, den medizinischen Fachleuten eine Vielzahl nützlicher Daten bereitzustellen und die Notwendigkeit häufiger Konsultationen zu verringern.

Tragbare Wundmonitore enthalten eine Reihe hochentwickelter Sensoren und komplizierter Algorithmen, die dazu beitragen, verschiedene Parameter zu quantifizieren, einschließlich Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und spezifischen Biomarkern mit Wundbett. Diese Informationen helfen medizinische Fachkräfte, den Fortschritt der Wundheilung zu bewerten und ihre Wundversorgung und ihre Behandlungsentscheidung zu erleichtern.

Mit der wachsenden Beliebtheit von tragbaren Wundmonitoren entwickelten die RMIT -Forscher einen multiplexierten Hautwundmonitor mit einem “trianguliert”Ansatz mit fortschrittlicher integrierter Sensor -Technologie zur Verfolgung verschiedener Biomarker und biophysikalischer Parameter im Zusammenhang mit der Wundgesundheit und der Untersuchung, wie diese Parameter miteinander interagieren.

Das tragbare Wundüberwachungsgerät

Diese flexible, wiederverwendbare Wundüberwachungsvorrichtung enthält hochresistive Silizium-Leitungsbiosensoren (HR-SI), um entzündliche Biomarker, einen potentiometrischen pH-Sensor und einen Temperatursensor zu erfassen. Bluetooth wird auch integriert, um Daten für das Lesen über eine Android -Smartphone -App remote zu übertragen (“FMM anschließen”). Dies würde die Notwendigkeit einer häufigen Entfernung des Verbandes und des physischen Kontakts mit der Wunde verringern.

Die Forscher konzentrierten sich auf zwei entzündliche Biomarker: Interleukin 6 (IL-6) und C-reaktives Protein (CRP). Diese Biomarker spielen eine entscheidende Rolle bei der Wundheilung. IL-6 wird in der Anfangsphase des Wundtraumas freigesetzt, um die Gewebereparatur durch Freisetzung proinflammatorischer Zytokine zu fördern. CRP induziert wiederum die Phagozyten-vermittelte Zerstörung toter Zellen und Krankheitserreger und fördert damit die Gewebereparatur.

Die anderen beiden Sensoren wurden verwendet, um die Veränderungen in zwei wichtigen biophysikalischen Parametern an der Wundstelle kontinuierlich zu überwachen, dh hohe Temperaturen, die Entzündungen oder Infektionen anzeigen, und pH -Veränderungen, die auf unterschiedliche Stadien der Wundheilung hinweisen. In der Studie wurden normale und abnormale Schwellenwerte für diese Parameter definiert; Beispielsweise weisen IL-6 <45 nm und CRP <40 nm eine normale Heilung an, während IL-6> 45,36 nm und CRP> 41,67 nm eine chronische Infektion deuten. In ähnlicher Weise kann ein pH -Wert über 7,4 oder eine Temperatur über 38 ° C eine Infektion oder Nekrose anzeigen.

Die Forscher haben diese Sensoren in eine mit Bluetooth-Technologie aktivierte System-On-Chip-Plattform integriert, die mit einer benutzerdefinierten Telefonanwendung geführt wird.

Funktionale Validierung

Die Forscher testeten die Funktionalität des Monitors, indem sie die Bedingungen im Labor simulieren und die Anpassung und Flexibilität nachweisen, indem der Monitor auf einen menschlichen Arm gelegt wurde, um zu zeigen, dass er gut an die gekrümmte Oberfläche entspricht.

Wie die Forscher feststellten, besteht ein Vorteil des Monitors darin, dass seine flexiblen Sensoren auf oder neben einer Wunde unter Dressings platziert werden können. Ihre Flexibilität lässt sie an verschiedene Wundformen und Körperbereiche anpassbar.

Bei der Überwachung der entzündlichen Biomarker wurden die Sensoren mit CRP- und IL-6-Antikörpern sowie CRP- bzw. IL-6-Antigenen für spezifische Messungen immobilisiert. Alle Änderungen der entzündlichen Biomarker als Reaktion auf Wundtrauma wurden durch die prozentuale Änderung des Widerstands der Sensoren angezeigt, die in der App den jeweiligen Änderungen der Spannungswerte in MV entsprechen.

Für die Temperaturüberwachung wurde die Sensorantwort als Änderung der Ausgangsspannung zu einer Temperaturänderung gemessen. Die Ausgangsspannung nimmt mit zunehmender Temperatur ab.

Die Sensoren wurden für die pH -Überwachung hydratisiert, um die Oberflächenaktivierung zu verbessern, und die Spannungsmessungen der offenen Schaltung wurden für den Sensor über einen breiten pH -Bereich durchgeführt. Darüber hinaus wurden temperaturabhängige pH-Messungen durchgeführt, was zeigt, dass das Potential mit zunehmenden Temperaturen entsprechend zunimmt. Dies ermöglichte es dem Team, die gegenseitige Abhängigkeit zwischen pH -Veränderungen und Biomarker -Antworten zu bewerten.

Nützlichkeit und Bedeutung

Die Studie bietet einen Nachweis eines tragbaren Wundüberwachungsgeräts mit der drahtlosen Bluetooth-Technologie. Das Gerät zeigt eine hohe Effizienz bei der kontinuierlichen Überwachung der Veränderungen des entzündlichen Biomarkers, des pH -Werts und der Temperatur an der Wundstelle, die für das Verständnis des Fortschreitens der Wundheilung von entscheidender Bedeutung sind.

Etwa 500.000 Australier sind von chronischen Wunden betroffen, die das nationale Gesundheitssystem kollektiv pro Jahr rund 3 Milliarden US -Dollar kosten. Weltweit betrifft das Problem Millionen von Patienten.

Dieses kostengünstige Gerät könnte eine praktischere Alternative zu verfügbaren Smart-Bandagen und anderen digitalen Gesundheitsprodukten sein. Es könnte sich mit einer weit verbreiteten Herausforderung der Gesundheitsversorgung befassen, insbesondere bei Patienten mit chronischen Wunden. Das Elektronikmodul ist wiederverwendbar, während die HR-SI- und PH-Sensoren so ausgelegt sind, dass sie durch jeden Verbandwechsel ersetzt werden.

Die im Gerät verwendete HR-SI-basierte Sensor-Technologie wurde bereits auf andere medizinische Geräte angewendet, um mehrere Biomarker zu erkennen.

Insgesamt unterstreicht die Studie die Anwendbarkeit des Geräts bei der Fernüberwachung der Phasen der Wundheilung in Echtzeit. Wie die Forscher erwähnt haben, könnten zukünftige Studien darauf abzielen, eine digitale Anwendung einzeln auf jeden Sensor abgestimmt zu entwickeln, was die Datenvisualisierung mit einer verbesserten Benutzeroberfläche anbietet.

Die Autoren stellen außerdem fest, dass der Ansatz für andere diagnostische Point-of-Care-Anwendungen durch Integration zusätzlicher Biomarker-Sensoren angepasst werden könnte.

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Quellen: