革新的なスマート包帯は傷を監視し、より早く治癒するために標的療法を提供します
- スマート包帯は慢性創傷の状態を監視し、適切な薬剤を投与できます。
- クッキングシート上に製造された pH、温度、酸素センサーが付いています。
- すべてのコンポーネントはコストを低く抑えるために選択されています。
床石や糖尿病性足などの慢性の治癒しない傷は、毎年 650 万人以上のアメリカ人に影響を与えています。ある調査によると、このような傷の治療には年間 250 億ドル以上の費用がかかり、高齢化に伴う糖尿病や肥満のレベルの上昇により、その費用は毎年増加しています。
既存の治療法は一般的で、労力がかかり、非常に高価です。ほとんどの場合、典型的な洗浄、酸素療法、デブリードマン（損傷した組織の除去）、または抗生物質の全身投与に依存します。病院や診療所で入手できる包帯（ハイドロコロイド、フォーム、ハイドロゲル、アルギン酸塩など）は、あまり効果がありません。
そこで、タフツ大学の研究者らは、慢性創傷の状態を定期的に監視し、治癒の可能性を高めるために適切な薬剤を投与するためのスマート包帯を構築した。このプロトタイプは、従来の受動的包帯治療を、厳しい医療課題に対処するための効率的なパラダイムに変えることを目的としています。
スマート包帯のコンポーネント
自然治癒プロセスを支援するために、チームは発熱体と熱応答性薬物担体を備えた包帯を開発しました。これにより、感染と炎症を監視する埋め込まれた温度センサーと pH センサーに反応して適切な薬物を移動させることができます。
マイクロプロセッサーを搭載したスマート包帯 (左) と創傷被覆モジュール (右) |クレジット:Mike Silver/タフツ大学
従来の包帯とは対照的に、スマート包帯はセンサー (酸素、pH、炎症メディエーター)、薬物送達 (抗生物質、酸素、幹細胞)、および電子知能を統合し、個人の反応を監視し、治療に適切な変更を可能にすることで治癒プロセスを大幅に改善します。これはすべて、介護者または患者による限定的な介入によって行われます。
仕組みは?
慢性創傷の進行を追跡するための重要なパラメーターの 1 つは pH レベルです。通常、治癒している創傷の pH 値は 5.5 ～ 6.5 ですが、治癒していない創傷の場合、値は 6.5 を超えます。もう 1 つの重要なパラメータは温度です。これは、傷付近の炎症レベルを示します。
スマート包帯には、クッキングシート（疎水性）紙にナノスケールの銀（消毒剤として使用）、pH、温度、酸素センサーが製造されています。酸素供給モジュールは、二酸化マンガン ナノ粒子が堆積された領域上での過酸化水素の触媒変換に依存しています。
酸素発生および感知パッチ |研究者提供
疎水性紙は生体適合性があり、創傷被覆材に適しています。過酸化水素が感染部位に触れるのを防ぎ、酸素が創床に拡散できるようにします。
参照:NextFlex | タフツ大学
スマート包帯のすべてのコンポーネントは、コストを低く抑えるために選択されています。また、マイクロプロセッサを除くすべてのコンポーネントを使い捨てにし、再利用できるようにしました。
テストとアプリケーション
このタイプのスマート包帯にはさまざまな可能性があります。複数の治癒マーカーに反応してさまざまな症状を治療するために、他の感知モジュール、薬剤、成長因子を組み込むことができます。
このプロトタイプは、インビトロ条件 (生体外の制御された環境) でのテストに成功しました。チームは現在、従来の包帯と比べてその利点を判断するために、生体内条件 (生物) での臨床研究を実施しています。
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これを行う際に、次のような課題に直面する可能性があります。
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