

繼首次發(fā)明之后,加州理工學(xué)院(Caltech)高偉(音譯)接連開發(fā)更新型智能繃帶,它具有柔韌性,可以隨著皮膚伸展。據(jù)悉,加州理工學(xué)院的iCares繃帶對(duì)液體進(jìn)行取樣,并追蹤傷口的生物標(biāo)志物,以早期發(fā)現(xiàn)感染并預(yù)測(cè)愈合結(jié)果。下面就隨托普仕留學(xué)老師一起來看看吧!
一、Caltech開發(fā)出更新型智能繃帶
加州理工學(xué)院醫(yī)學(xué)工程教授Wei Gao和他的團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)下一代智能繃帶——一種“皮膚實(shí)驗(yàn)室”——可以幫助患者和護(hù)理人員監(jiān)測(cè)慢性傷口,提供治療,并加速愈合。專為傷口,切口,擦傷和燒傷,愈合緩慢,繃帶的目的是跟蹤傷口健康和積極支持恢復(fù)。
2023年,高的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵的里程碑,證明他們的智能繃帶可以從動(dòng)物模型的慢性傷口中收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。它還通過提供有針對(duì)性的治療,如藥物或電刺激,來促進(jìn)組織再生,從而幫助加速愈合。
二、在人類慢性傷口患者身上測(cè)試iCares
現(xiàn)在,高和他在加州理工學(xué)院和南加州大學(xué)凱克醫(yī)學(xué)院的合作者進(jìn)一步推進(jìn)了他們的研究。他們?cè)?0名患有糖尿病或血液循環(huán)不良等慢性傷口的患者身上測(cè)試了一種名為iCares的改進(jìn)版繃帶。更新后的設(shè)備成功地連續(xù)采樣了身體炎癥反應(yīng)期間產(chǎn)生的液體。該團(tuán)隊(duì)還評(píng)估了手術(shù)前后的其他患者,以研究繃帶更廣泛的臨床應(yīng)用。
這種智能繃帶配備了三種不同的微流體組件——引導(dǎo)和控制液體流動(dòng)的微型模塊——可以清除傷口上多余的水分,同時(shí)提供有關(guān)生物標(biāo)志物的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
三、流體樣品的新鮮度確保了準(zhǔn)確的檢測(cè)
“我們創(chuàng)新的微流體可以去除傷口的水分,幫助傷口愈合。他們還確保繃帶分析的樣本是新鮮的,而不是新舊液體的混合物。為了獲得準(zhǔn)確的測(cè)量,我們只需要在傷口處采集最新的液體樣本,”高說,他也是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究所的調(diào)查員?!巴ㄟ^這種方式,iCares可以實(shí)時(shí)觀察炎癥和感染的重要生物標(biāo)志物。”
事實(shí)上,在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》(Science Translational Medicine)雜志上發(fā)表的一篇新論文中,Gao和他的同事們表明,這種智能繃帶可以在患者出現(xiàn)癥狀前一到三天檢測(cè)到一氧化氮(一種炎癥指標(biāo))和過氧化氫(一種感染的生物標(biāo)志物)等分子。
四、人工智能驅(qū)動(dòng)的傷口分類和愈合預(yù)測(cè)
在進(jìn)一步的進(jìn)展中,該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法,可以成功地對(duì)患者的傷口進(jìn)行分類,并預(yù)測(cè)愈合時(shí)間,其準(zhǔn)確度與臨床專家相當(dāng)。
這種繃帶由柔韌的、生物相容的聚合物條組成,可以用低成本3D打印出來。它集成了納米工程生物標(biāo)記傳感器陣列,這是一次性的衛(wèi)生和一次性應(yīng)用。該系統(tǒng)還包括一個(gè)可重復(fù)使用的印刷電路板,用于處理信號(hào)處理和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩艚缑妫缰悄苁謾C(jī)。
iCares的三聯(lián)微流控模塊包括一個(gè)膜,它可以從傷口表面吸收傷口液體,一個(gè)生物啟發(fā)組件,它可以將液體通過設(shè)備傳送到傳感器陣列上,在那里對(duì)液體進(jìn)行分析,還有一個(gè)微柱模塊,它可以將采樣液體帶到繃帶的外部。
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