Бандаж состоит из электрически проводящих волокон, покрытых в геле, который может быть индивидуально загружен борющимися с инфекцией антибиотиками, восстанавливающими ткань факторами роста, болеутоляющими или другими лекарствами.Микродиспетчер, не более крупный, чем почтовая марка, которая могла быть вызвана смартфоном или другим беспроводным устройством, посылает небольшие количества напряжения через выбранное волокно. То напряжение нагревает волокно и его гидрогель, выпуская любой груз, который это содержит.Единственный бандаж мог приспособить многократные лекарства, скроенные к определенному типу раны, исследователи сказали, предлагая способность точно управлять дозой и графиком поставки тех лекарств.
Та комбинация настройки и контроля могла существенно улучшить или ускорить целебный процесс, сказал Али Тэмайол, доцент механических и разработки материалов в Небраске.«Это – первый бандаж, который способен к зависимому от дозы выпуску препарата», сказал Тэмайол. «Вы можете выпустить многократные наркотики с различными профилями выпуска.
Это – большое преимущество по сравнению с другими системами. Что мы сделали здесь подошелся со стратегией строительства бандажа с самого начала.«Это – платформа, которая может быть применена ко многим различным областям биоинженерии и медицины».Команда предполагает свой умный бандаж, используемый первоначально, чтобы лечить хронические раны кожи та основа от диабета.
Больше чем 25 миллионов американцев – и больше чем 25 процентов американских взрослых 65 и более старый – могли страдать от таких ран. Центры по контролю и профилактике заболеваний оценили, что случаи диабета удвоятся или утроятся к 2050 году.
«Медицинская стоимость, связанная с этими типами ран, огромна», сказал Тэмайол. «Таким образом, есть большая потребность найти решения для этого».Раненные в бой могли бы также извлечь выгоду из многосторонности и соответствия требованиям заказчика бандажа, Тэмайол сказал, стимулировать ли быстрее исцеление пули и осколочных ран или предотвратить начало инфекции в отдаленной окружающей среде.
«Солдаты на поле битвы могут страдать от многих различных травм или инфекций», сказал он. «Они могли бы иметь дело со многими различными болезнетворными микроорганизмами. Предположите, что у Вас есть переменный участок, которому предназначались для противоядий или наркотиков к определенным опасностям в окружающей среде».
Существующие бандажи колеблются от основных сухих участков до более продвинутых проектов, которые могут пассивно выпускать вложенное лечение со временем. Чтобы оценить потенциальные преимущества их умного бандажа, Tamayol и его коллеги в Гарварде управляли рядом экспериментов.В одном исследователи применили умный бандаж, загруженный фактором роста раненым мышам. При сравнении с сухим бандажом версия команды повторно выросла на в три раза больше из богатой кровью ткани, очень важной для целебного процесса.
Другой эксперимент показал, что загруженная антибиотиком версия бандажа могла уничтожить вызывающие инфекцию бактерии. Коллективно, Тэмайол сказал, эксперименты также продемонстрировали, что тепло должно было выпустить лекарства, не затрагивал их потенцию.Хотя исследователи запатентовали свой дизайн, он должен будет подвергнуться дальнейшему животному и затем человеку, проверяющему прежде, чем пойти на рынок. Это могло занять несколько лет, хотя то, что большинство компонентов дизайна уже одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами, должно оптимизировать процесс, сказал Тэмайол.
Тем временем он сказал, исследователи также работают, чтобы включить основанные на нити датчики, которые могут измерить глюкозу, pH и другие связанные со здоровьем индикаторы ткани кожи. Интеграция той способности позволила бы команде создавать бандаж, который мог автономно поставить надлежащее лечение.Авторы детализировали свой дизайн и результаты в журнале Advanced Functional Materials.
Tamayol создал исследование с Али Кадемоссейни Гарварда, Pooria Mostafalu, Гитой Киэи, Джорджо Джатсидисом, Акбаром Хэлилпуром, Mahboobeh Nabavinia, Мехметом Докмечи и Деннисом Орджиллом, наряду с Sameer Sonkusale Университета Тафтса.Видео: https://www.youtube.com/watch? v=3d6uFlRuPZY