Богданов Игорь Олегович (bogdan_63) wrote,
Богданов Игорь Олегович
bogdan_63

Электронный пластырь поможет залечить хронические раны

Американские инженеры создали активный пластырь для хронических ран, высвобождающий лекарство в случае необходимости. Для отслеживания состояния раны пластырь оснащен датчиками температуры и pH, а также микроконтроллером для обработки данных, рассказывают разработчики в журнале Small.

Человеческая кожа обладает сильной способностью к заживлению умеренных повреждений, но она может быть снижена в случае сильных повреждений, таких как обширные ожоги, также заживлению ран могут мешать различные заболевания — например, диабет. При диабете в тканях ухудшается циркуляция крови, что замедляет заживление ран и снижает локальный иммунитет. Оба этих фактора повышают вероятность развития инфекции в месте ранения.

Группа американских инженеров под руководством Али Хадемхосейни (Ali Khademhosseini) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала электронный пластырь, который создает барьер для патогенов из окружающей среды и снабжает область раны антибиотиками при необходимости. Инженеры выбрали в качестве маркера инфицирования раны величину pH в ней. При нормальном заживлении pH должен находиться в пределах от 5,5 до 6,5, но в случае инфицированной незаживающей раны он будет выше.

Схема устройства и принцип его работы

Pooria Mostafalu et al. / Small, 2018

Пластырь состоит их двух основных слоев. В непосредственном контакте с раной находится слой гидрогеля, в котором равномерно распределены сферические полимерные частицы с антибиотиком цефазолином. Для того, чтобы антибиотик не высвобождался самопроизвольно, исследователи выбрали полимер, который переходит из гидрофильного в гидрофобное состояние при изменении температуры. Поскольку критическая температура этого перехода составляет 32 градуса Цельсия, инженеры модифицировали состав другими мономерами и довели эту температуру до 37 градусов.

Разработчики добавили к слою гидрогеля с частицами-носителями антибиотика слой электроники, управляющий высвобождением лекарства. На гибкой полимерной подложке расположены датчики pH и температуры, а также нагреватель. При достижении критического pH нагреватель увеличивает температуру гидрогеля и заставляет капсулы высвобождать антибиотик, который затем попадает на поверхность раны. Датчик температуры при этом используется для отслеживания нагревания. Данные с датчиков считываются и обрабатываются с помощью небольшого модуля с микроконтроллерами, который соединяется с электродами пластыря и закрепляется на коже рядом с ним.

Инженеры провели несколько лабораторных тестов, в том числе подтвердили способность пластыря отслеживать изменения pH, вызванные присутствием золотистого стафилококка. Кроме того, испытания на человеческих клетках-кератиноцитах показали, что пластырь не токсичен по отношению к этим клеткам.

В прошлом году в США провели клинические испытания пластыря с микроиглами, содержащими антигены вирусов. После наклеивания иглы безболезненно проникают в кожу и вводят препарат. Кроме того, существуют несколько прототипов электронных пластырей для измерения уровня глюкозы в крови и даже ввода сахароснижающего препарата, а также для измерения скорости тока крови.

Григорий Копиев


Умный пластырь поможет при незаживающих хронических ранах

В США создали гидрогелевый пластырь для мониторинга состояния хронических ран и точечной доставки антибиотиков к таким повреждениям.

Американские исследователи разработали пластырь, способный самостоятельно контролировать состояние хронических ран и в нужный момент обрабатывать их необходимыми лекарствами. Прототип такого пластыря испытали на бактериальных культурах. Описание разработки опубликовано в журнале Small.

 

Хроническими ранами считаются повреждения кожи, которые не затягиваются в ожидаемые сроки. Их заживления можно ждать несколько лет, а некоторые из таких дефектов не проходят вовсе. Такие раны появляются по разным причинам: из-за воспалительных процессов, постоянного давления на кожу (пролежни) или развития некроза. Также они возникают при некоторых заболеваниях, включая сахарный диабет.

 

Авторы новой технологии создали устройство, анализирующее несколько важных показателей состояния раны. «Умный» пластырь содержит температурный датчик, измеряющий разницу между температурой самой раны и кожи вокруг: существенное различие может указывать на воспаление. Еще один элемент — pH-метр, который анализирует водородный показатель повреждения (pH нормально заживающего ранения редко поднимается выше 6.5). Третий компонент выявляет степень насыщения крови кислородом. Данные всех датчиков обрабатывает микропроцессор. Если измерения показывают, что воспалительный процесс в ране усилился, пластырь начинает постепенно нагреваться, высвобождая порцию лекарства — например, антибиотика.

 

Схема работы устройства / © Small

Схема работы устройства / © Small

 

Толщина пластыря не превышает трех миллиметров. По оценкам ученых, устройства будут недорогими — большинство их компонентов дешевы, за исключением микропроцессоров, но их можно использовать повторно. Сегодня технология находится на стадии прототипа, его уже испытали на культуре кератиноцитов (основных клеток эпидермиса человеческой кожи), содержащей золотистый стафилококк: эти бактерии часто мешают заживлению хронических ран. В дальнейшем ученые планируют провести испытания с участием людей с различными хроническими ранами.


Ранее исследователи предложили вытягивать бактерии из ран с помощью сеток из нановолокон.

Ссылка на оригинал: https://naked-science.ru/article/hi-tech/umnyy-plastyr-pomozhet-pri

Tags: медицина
Subscribe
promo bogdan_63 december 1, 2021 13:42 950
Buy for 200 tokens
Очень рад, что вы заглянули в мой блог! Надеюсь, вам будут интересны мои записи. Предлагаю для начала посмотреть разделы: Мой сайт СССР Россия Медицина Медицинские байки Юмор Образование История Культура Буду рад всем новым друзьям. Присоединяйтесь, пообщаемся!…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments