Новые электронные бинты на водной основе смогли ускорить заживление ран

Хронические раны, такие как диабетические язвы, заживают медленно и часто рецидивируют после лечения, что увеличивает риск ампутации и смерти. Традиционные методы лечения дорогие, но недавно был разработан электронный бинт, который ускоряет заживление ран на 30%, делая лечение более эффективным и доступным.

«Наша задача состояла в создании более доступной по стоимости технологии, которая ускоряет заживление хронических ран», — объясняет Амай Бандодкар, соавтор исследования и доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Университета штата Северная Каролина. «Кроме того, мы хотели убедиться, что эту технологию можно легко использовать в домашних условиях, а не только в клинических учреждениях».

«Этот проект является частью более масштабного исследования DARPA, целью которого является ускорение заживления ран с помощью персонализированных повязок, — говорит Сэм Сиа, соавтор работы и профессор биомедицинского инжиниринга в Колумбийском университете. — В рамках этого сотрудничества мы смогли продемонстрировать, что эти легкие повязки могут обеспечить электрическую стимуляцию лишь за счет добавления воды, что позволяет заживлять раны быстрее по сравнению с контрольной группой и на уровне таких же результатов, что и более громоздкие и дорогостоящие методы лечения».

В частности, исследовательская группа разработала одноразовые перевязочные материалы, работающие на воде и не содержащие электронику (WPEDs). Эти повязки имеют электроды, с одной стороны, и небольшой биосовместимый аккумулятор с другой. Повязка накладывается на рану таким образом, чтобы электроды соприкасались с поврежденной областью. Затем на аккумулятор капается капля воды, что запускает его работу. После активации повязка создает электрическое поле, действующее в течение нескольких часов. «Электрическое поле играет ключевую роль, поскольку хорошо известно, что оно ускоряет заживление хронических ран», — говорит Раджарам Кавети, соавтор исследования и научный сотрудник в докторантуре штата Северная Каролина.

Электроды разработаны таким образом, чтобы они могли сгибаться вместе с бинтом и плотно прилегать к поверхности хронических ран, которые часто имеют глубокую и неправильную форму. «Эта способность важна, потому что мы хотим направить электрическое поле от краев раны к ее центру», — продолжает Кавети. «Для эффективного фокусирования электрического поля необходимо, чтобы электроды соприкасались с кожей пациента как по краям, так и в центре раны. Поскольку эти раны могут быть асимметричными и глубокими, нужны электроды, которые могут адаптироваться к различным особенностям поверхности».

«Мы протестировали раневые повязки на мышах с диабетом, которые являются широко используемой моделью заживления ран у человека», — говорит Мэгги Якус, соавтор исследования и аспирант Колумбийского университета. «Наши результаты показали, что электрическая стимуляция с помощью этого устройства ускорила процесс заживления ран, способствовала формированию новых кровеносных сосудов и уменьшила воспаление, что в целом указывает на улучшение заживления». В частности, ученые обнаружили, что у мышей, подвергавшихся лечению с помощью WPED, раны заживали примерно на 30% быстрее по сравнению с теми, кому перевязывали раны обычными бинтами.

«Однако не менее важно, чтобы эти бинты можно было производить по относительно низкой цене — речь идет о нескольких долларах за повязку», — подчеркнул Бандодкар. «Язвы диабетической стопы представляют собой серьезную проблему, которая может привести к ампутации нижних конечностей»,— говорит Аристидис Вевес, соавтор исследования и профессор хирургии в Центре Бет Израэль Диконесс. «Существует острая необходимость в новых терапевтических подходах, так как последний из них, одобренный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), был разработан более 25 лет назад».

Применение WPEDs делает использование быстрым и легким. После чего пациенты могут свободно передвигаться и заниматься повседневной деятельностью. Эта возможность позволяет получать лечение дома, что повышает вероятность их соблюдения предписанного режима терапии. То есть, пациенты реже пропускают сеансы лечения, поскольку им не нужно посещать клинику или оставаться неподвижными в течение долгого времени. «Наши дальнейшие шаги включают усиленную работу по снижению колебаний в электрическом поле и увеличению его продолжительности. Мы также продвигаемся к дополнительным испытаниям, которые приблизят нас к клиническим испытаниям» — говорит Бандодкар.

Новый микрофлюидный чип, разработанный исследователями из Гуандунского технологического университета и Народной больницы нового района Пудун, позволяет быстро и эффективно обнаруживать несколько возбудителей пищевых заболеваний одновременно, повышая безопасность продуктов питания и предотвращая попадание зараженных продуктов на рынок.