无线智能绷带为慢性伤口的愈合提供了新的见解

有些伤口就是无法愈合。感染、糖尿病等疾病以及被抑制的免疫系统往往会导致愈合缓慢。慢性伤口会持续数月，并导致焦虑和抑郁。在最严重的情况下，会危及生命。治疗费用已飙升至每年250亿美元。

然而，到目前为止，解决方案慢性伤口但斯坦福大学的研究人员现在报告说，他们已经开发出了一种无线智能绷带，有望在加速手术速度方面发挥作用组织修复通过监测伤口愈合过程和同时治疗伤口。

研究人员在11月24日发表的一篇论文中说自然生物技术他们的设备促进伤口更快地愈合，增加损伤组织的新血液流动，并通过显著减少疤痕形成来促进皮肤恢复。

智能绷带由使用阻抗/的无线电路组成温度传感器监测伤口愈合的进展。如果伤口愈合较差或检测到感染，传感器就会通知医生中央处理器应用更多电刺激穿过伤口床加速组织闭合，减少感染。研究人员能够追踪传感器数据在智能手机上进行实时操作，一切都不需要电线。

工程奇迹

电子层，包括一个微控制器单元(MCU)、无线电天线、存储器、电刺激器、生物传感器和其他组件，只有100微米厚——大约是一层乳胶漆的厚度。

所有的电路都运行在一种巧妙设计的水凝胶上——一种橡胶状的、类似皮肤的聚合物——它被集成起来，既可以向受伤的组织提供愈合性的电刺激，又可以收集实时的生物传感器数据。

水凝胶中的聚合物经过精心设计，可以在需要时安全地附着在创面上，当加热到比体温高几度(40°C/104°F)时，可以干净、轻柔地将其拔出，而不会对伤口造成伤害。

该研究的第一作者之一、斯坦福工程学院化学工程教授鲍哲安实验室的博士后学者蒋元文说:“在密封伤口时，智能绷带在愈合时起到保护作用。”“但它不是一个被动的工具。这是一种积极的愈合设备，可以改变慢性伤口治疗的护理标准。”

此前有报道称，电刺激，也被称为电流，可以加速角质形成细胞向伤口部位的迁移，限制细菌感染，防止伤口表面生物膜的形成，主动促进组织生长，帮助组织修复。研究人员能够利用这项经过充分研究的技术，并将其与实时生物传感器数据集成在一起，提供一种由生物传感器提供信息的新型自动化治疗方式。

智能绷带的生物传感功能可以监测局部环境的生物物理变化，提供实时、快速、可靠且极其准确的方法来测量伤口状况。从技术上讲，这种智能绷带可以感知伤口愈合时皮肤的导电性和温度变化——伤口愈合时电阻抗增加，炎症消退时局部温度下降。

“在一个设备上有刺激和传感，智能绷带可以加速愈合，但它也可以跟踪伤口的改善情况。”Artem Trotsyuk说，他也是这项研究的共同第一作者，他在Geoffrey Gurtner博士的实验室完成了他的研究生工作，Geoffrey Gurtner博士以前是斯坦福医学院的强生杰出外科教授(荣誉退休)，目前是图森亚利桑那大学外科学系的主席和生物医学工程教授。

“我们认为它代表了一种新的模式，将使新的生物学发现成为可能，并探索以前难以验证的关于人类愈合过程的假设。”

可喜的结果，新的方向

研究人员将他们的研究更进一步，大胆地了解了电刺激为什么以及如何更快地愈合伤口。他们现在认为，电刺激促进了促再生基因的激活，比如硒酸酶(Selenop)，一种抗炎基因，已被发现有助于病原体清除和伤口修复，还有Apoe，已被证明可以促进肌肉和软组织的生长。

同样，电刺激通过招募更多的M2抗炎巨噬细胞，增加了白细胞种群的数量，即单核细胞和巨噬细胞，先前报道过M2抗炎巨噬细胞具有促再生作用，并在伤口愈合增殖阶段所需的细胞外基质形成中发挥关键作用。

研究人员警告说，智能绷带目前还只是一个概念验证，尽管前景广阔。然而，仍然存在许多挑战。其中包括将设备的尺寸增加到人的尺寸，降低成本，解决长期数据存储问题——如果有需要和机会，这些都是大规模生产所必需的。

同样，可能会添加目前尚未集成的潜在新型传感器，例如那些测量代谢物、生物标记物和ph值的传感器。临床使用也存在一些潜在的障碍，例如水凝胶排斥，其中皮肤可能对设备产生反应，并产生糟糕的凝胶与皮肤组合，或传感器的生物污垢，这可能导致刺激。

尽管存在这些障碍，研究人员仍在向前推进，并对他们的潜力保持乐观聪明的绷带为慢性疾病患者带来希望伤口．