地球与环境 2022-01-17 12:09

医生如何在不取下绷带的情况下确保包扎好的伤口愈合?这是一个难题,因为移除绷带会破坏愈合过程。发表在开放获取期刊《物理学前沿》(Frontiers in Physics)上的一项新研究提出的技术可能会有所帮助。

这种新型的“智能绷带”包含一个传感器,可以非常敏感地测量伤口的水分水平,然后将数据传输到附近的智能手机,而不需要医生拆除绷带。在未来,通过改变绷带的几何形状和材料,研究人员可能能够对其进行微调,以适应不同类型的伤口。这项技术可以帮助医生更容易、更成功地监测伤口。

对于经历过慢性创伤的患者来说,慢性创伤可能是严重痛苦和残疾的来源。让这样的伤口愈合是很棘手的,有很多因素会影响伤口愈合,比如温度、葡萄糖水平和酸度。然而,最重要的是水分水平。太干,组织会变得干燥;太湿的话,头发会变白并起皱,就像在洗澡时一样。这两种情况都会破坏愈合过程。

然而,如果医生想检查伤口的湿度,他们就需要移除绷带,这可能会损害脆弱的愈合组织。这些问题启发了这种最新的智能绷带,作为一种非侵入性监测伤口水分水平的方法。材料的选择是一个挑战,因为绷带需要生物相容性、一次性和廉价。

它是如何工作的

为了实现这一目标,研究人员将一种叫做聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的导电聚合物应用于一种叫做丝网印刷技术的纱布上,然后将纱布与市面上可用的绷带材料结合在一起。其原理是,伤口湿度的变化会引起传感器所测量的电信号的变化。

“PEDOT:PSS是一种有机半导体聚合物,可以很容易地作为标准油墨沉积在几种基底上,”博洛尼亚大学的Marta Tessarolo博士解释说,他是这项研究的作者之一。“我们还在纺织品贴片中加入了一种廉价的、一次性的、兼容绷带的RFID标签,类似于那些用于服装安全标签的标签。这种标签可以与智能手机无线传输水分水平数据,让医护人员知道何时需要更换绷带。”

为了测试他们的绷带,研究人员将他们暴露在人造的伤口渗出液中,这是一种从伤口渗出的液体,并测试了不同的绷带材料和形状。他们发现,这种绷带非常敏感,在干燥、潮湿和饱和的情况下提供的读数差异很大,这表明它可能是一种有价值的伤口处理工具。

博洛尼亚大学的另一位作者Luca Possanzini博士说:“我们研发了一系列不同层次、不同吸收特性的绷带。”“我们的想法是,每种类型的伤口都可以有自己合适的敷料,从缓慢渗出的伤口到高度渗出的伤口,比如烧伤和水泡。然而,在将我们的技术应用于各种类型的伤口之前,我们还需要进一步优化传感器的几何形状,并确定合适的传感器值来实现最佳愈合。”