面對皮膚、粘膜或器官組織的傷口,如何更高效、便捷、智慧地掌握情况並精准地給予藥物治療?浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院劉清君教授團隊研發出一款無線無源的智慧“OK繃”,手機一靠近它,荧幕上就顯示出貼片下傷口的尿酸、pH、溫度等炎症名額參數。手機還能給這個“OK繃”供電,並指揮其精准施放藥物。
近日,這項成果刊登在國際知名期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials),浙江大學博士生許剛和浙江大學博士後盧妍利為共同第一作者,浙江大學劉清君教授為通訊作者。
科研團隊供圖
適應皮膚貼合的柔性傳感貼片
長約5釐米、厚約0.3釐米,是這塊柔性電子傳感貼片的大小。
為了更好地貼合皮膚,科研人員採用了蛇紋形導線設計,利用柔性電極加工技術實現了柔性傳感電極的製備。傳感電極可拉伸、彎折和扭曲,適應人體柔軟的皮膚,實現與傷口表面的舒適接觸。在設計中,貼片呈雙層結構,上層是集成有近場通信技術模塊、溫度傳感和藥物控制釋放等功能的柔性電路。下層為傳感電極和藥物控釋電極,用於實施傷口pH和尿酸的檢測,以及藥物釋放。
“創合貼”如何獲得訊號?
“近場通信技術可以實現無線能量收集,用於驅動多種電化學傳感方法,實現訊號採集及無線傳輸。”劉清君表示。
在實驗室,記者並沒有發現為這個神奇“OK繃”提供電源的電池,那麼電能是如何提供的?資訊又是如何分析的?這些答案將由帶有近場通信技術模塊的智能手機來回答:通過手機靠近該貼片,即可無線供電、獲取檢測結果,之後根據檢測到的感染數據來控制藥物釋放,從而實現從監測到智慧給藥的全過程迴響管理。
科研團隊供圖
提供數據實現精准給藥
想要瞭解傷口恢復進展?劉清君團隊通過智慧傳感技術,實現了對尿酸、pH及溫度等傷口炎症名額的參數監測。劉清君介紹,多參數傷口檢測的結果不僅可以作為傷口輕重程度的有效評估手段,也可為電控藥物釋放提供指導,作為藥物治療結果的迴響評估。
在給藥方面,團隊設計了電控藥物釋放模塊,當電極上施加負電激勵時,藥物分子會解離,並且在電場力作用下釋放到傷口傷口,達到治療的目的。在實驗室,團隊把智慧“OK繃”貼在小鼠體表的金黃色葡萄球菌感染傷口上,發現傷口監測數據可以有效反映實際情況,藥物治療的效果也很明顯。未來,團隊期待這種基於近場通訊的神奇“OK繃”能够運用到糖尿病壞疽、下肢靜脈潰瘍、壓瘡、嚴重燒燙傷等慢性傷口的穿戴式監測管理和精准治療領域,以期為長期遭受傷口感染困擾的患者帶來福音。
原文刊載於【高分子科學前沿】公眾號
本文版權歸原作者所有,文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系,我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理!