Медицина
Технології
Медицина
Технології

Пов'язка виміряла біомаркери в рані та передала дані на додаток смартфону

Вчені з Сингапуру розробили пов'язку з системою датчиків, яка може відстежувати кілька фізико-хімічних показників хронічної рани одночасно, та бездротово передавати дані для аналізу на смартфон. Функціональність розробки підтвердилася в попередніх дослідженнях на мишах та ексудатах варикозних виразок людей. Пов'язка може полегшити діагностування та вибір лікування хронічних ран, йдеться у статті журналу Science Advances.

NUS / YouTube

Для чого пластир з датчиками на хронічні рани?

Хронічні рани, що тривалий час не загоюються і можуть важко піддаватися лікуванню, можуть мати різне походження. Наприклад, виразки можуть бути спричинені діабетом або погіршенням кровообігу. Але спільним для них є порушення природних процесів загоювання, знаючи які, можна точніше діагностувати враження та спланувати дієве лікування. Наразі лікарі в основному оцінюють хронічні рани за їхнім зовнішнім виглядом, іноді звертаючись до імуноферментного аналізу, але такі підходи не дають змогу побачити загальну картину недуги. Тому постає необхідність у створенні нових, більш точних способів діагностування хронічних ран. Тим більше, зважаючи на зростання кількості літніх людей у популяції, які чи не найбільше схильні до утворень хронічних ран. Науковці з Сингапурського національного університету припустили, що допомогти можуть розумні пластирі або пов'язки з датчиками, здатні відстежувати показники в рані. Тому вони створили прототип такого пристрою.

Який пластир створили дослідники?

Пов'язка сингапурських вчених здатна реєструвати низку фізичних та хімічних біомаркерів у варикозній виразці одночасно, передаючи дані на смартфон через технологію Bluetooth з низьким енергоспоживанням. Вона оснащена шаром матеріалу, який слугує колектором для ексудату з рани, спрямовуючи його до сенсорів. Аналіз відбувається після приєднання до системи датчиків джерела живлення у вигляді літій-іонного полімерного акумулятора.

Сенсори можуть реєструвати такі показники як температура, високі значення якої вказують на запалення та важче загоювання, та pH, який у важколікованих ранах частіше лужний. Крім цього, деякі з датчиків реагують на біомаркери запалення, як-от фактор некрозу пухлин альфа, інтерлейкін-6 та інтерлейкін-8, рівні яких підвищуються в хронічних ранах. Додатково для оцінювання статусу загоювання пов'язку оснастили сенсорами траснформуючого фактора росту бета, відносно високі показники якого теж характерні для ексудату варикозних виразок. А ще пов'язка може виявляти бактеріальне навантаження золотистим стафілококом (Staphylococcus aureus), що є найпоширенішим видом бактерій у хронічних ранах.

Наскільки корисною є розумна пов'язка?

Спершу випробування розробки провели на лабораторних мишах, яким вирізали дві рани на шкірі спини. Одну з них заліпили своїм розумним пластиром, а другу, яка була контрольною, прикрили пластиром без датчиків. Відтак вчені відпустили тварин вільно рухатися, а самі в цей час аналізували дані стосовно стану рани, отримані на смартфон від пластиру. Сенсори успішно функціонували, передаючи показники біомаркерів запалення та загоювання. Протягом наступних п'яти днів науковці мали змогу відстежувати pH, температуру, фактор некрозу пухлин та S. aureus в ранах мишей.

Вивчення тканин мишей не виявило жодних негативних побічних ефектів від носіння пластиру з датчиками протягом п'яти днів поспіль, наприклад, почервоніння, набряку тощо. Пов'язка також не вплинула на процес затягування рани. Все це вказало на хорошу біосумісність сенсорної системи в пов'язці.

Далі вчені провели аналіз ексудату з варикозних виразок п'яти пацієнтів, який збирали щотижня протягом п'яти тижнів, визначаючи показники pH, фактора некрозу пухлин альфа, інтерлейкіну-6, інтерлейкіну-8, трансформуючого фактора росту та S. aureus. Так вчені продемонстрували, що їхня пов'язка здатна відстежувати зміни у фізико-хімічних показниках ран, надаючи лікарям інформацію про процес загоювання. Однак вони вказують, що надалі необхідно зробити випробування на більшій кількості людей, щоб краще оцінити прогностичну цінність спостережуваних біомаркерів. У майбутньому вони планують провести подібне дослідження із хронічними ранами інших типів, наприклад, діабетичними виразками чи пролежнями. Вчені кажуть, що пов'язку можна модифікувати на виявлення інших біомаркерів, а також більшої кількості бактерій у рані.

Ця пов'язка націлена більше на якісне діагностування хронічних ран, а інша група вчених розробила пов'язку, що загоює важкі діабетичні виразки.