Nowe opatrunki elektryczne przyspieszają gojenie się ran o 30%

Nowe opatrunki elektryczne aktywowane wodą oferują szybkie, niedrogie domowe rozwiązanie poprawiające gojenie się przewlekłych ran.

Rany przewlekłe to otwarte rany, które goją się bardzo powoli. Na przykład rany występujące u niektórych pacjentów z cukrzycą to rany przewlekłe. Rany te są szczególnie problematyczne, ponieważ często nawracają po leczeniu i znacznie zwiększają ryzyko amputacji i śmierci. Niestety, istniejące opcje leczenia ran przewlekłych są kosztowne, co stwarza dodatkowe problemy dla pacjentów.

➔ PRZECZYTAJ TAKŻE: Eksperymentalny „inteligentny” bandaż przyspiesza gojenie

Teraz naukowcy opracowali niedrogi bandaż, który wykorzystuje pole elektryczne do wspomagania gojenia się przewlekłych ran. W testach na zwierzętach rany leczone tymi bandażami elektrycznymi goiły się o 30% szybciej niż rany leczone konwencjonalnymi bandażami.

Naszym celem było opracowanie znacznie tańszej technologii, która przyspieszy gojenie się u pacjentów z przewlekłymi ranami. Chcieliśmy również upewnić się, że technologia jest wystarczająco łatwa do stosowania w domu, a nie jest czymś, co pacjenci mogą otrzymać tylko w warunkach klinicznych.

— mówi Amay Bandodkar, współautor pracy i adiunkt inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej

Rewolucyjne opatrunki zasilane wodą

Ten projekt jest częścią większego projektu DARPA mającego na celu przyspieszenie gojenia się ran za pomocą spersonalizowanych opatrunków. Ten wspólny projekt pokazuje, że te lekkie bandaże, które mogą zapewnić stymulację elektryczną po prostu przez dodanie wody, goją rany szybciej niż grupa kontrolna, w podobnym tempie jak większe i droższe leczenie ran.

— mówi Sam Sia, współautor pracy i profesor inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Columbia

Zespół badawczy opracował konkretnie opatrunki zasilane wodą, bez elektroniki (WPED), które są jednorazowymi opatrunkami na rany, które mają elektrody po jednej stronie i małą, biokompatybilną baterię po drugiej. Opatrunek nakłada się na ranę pacjenta tak, aby elektrody miały kontakt z raną. Następnie na baterię nakłada się kroplę wody, aktywując ją. Po aktywacji bandaż wytwarza pole elektryczne przez kilka godzin.

„To pole elektryczne jest krytyczne, ponieważ dobrze wiadomo, że pola elektryczne przyspieszają gojenie się przewlekłych ran” — mówi Rajaram Kaveti, współautor pierwszego badania i badacz podoktorancki w NC State.

Elektrody są zaprojektowane w taki sposób, aby mogły się wyginać wraz z bandażem i dopasowywać do powierzchni przewlekłych ran, które są często głębokie i mają nieregularny kształt.

„Ta zdolność do dostosowywania się jest krytyczna, ponieważ chcemy, aby pole elektryczne było kierowane z obwodu rany w kierunku jej środka” — mówi Kaveti. „Aby skutecznie skupić pole elektryczne, elektrody muszą mieć kontakt z pacjentem zarówno na obwodzie, jak i w środku samej rany. A ponieważ rany te mogą być asymetryczne i głębokie, potrzebne są elektrody, które dopasowują się do szerokiej gamy cech powierzchni”.

Obiecujące wyniki w modelach zwierzęcych

Przetestowaliśmy opatrunki na rany u myszy chorych na cukrzycę, które są powszechnie stosowanym modelem gojenia się ran u ludzi. Odkryliśmy, że stymulacja elektryczna z urządzenia przyspieszyła tempo zamykania się rany, sprzyjała tworzeniu się nowych naczyń krwionośnych i zmniejszała stan zapalny, co wskazuje na ogólną poprawę gojenia się ran.

— mówi Maggie Jakus, współautorka badania i studentka studiów podyplomowych na Uniwersytecie Columbia

Konkretnie, naukowcy odkryli, że myszy, które leczono za pomocą WPED, goiły się o około 30% szybciej niż myszy, którym założono konwencjonalne bandaże.

Korzyści ekonomiczne i praktyczne

„Ale równie ważne jest to, że te bandaże można produkować stosunkowo tanio — mówimy o kilku dolarach za opatrunek w kosztach ogólnych” — wyjaśnił Bandodkar.

Owrzodzenia stopy cukrzycowej to poważny problem, który może prowadzić do amputacji kończyn dolnych. Pilnie potrzebne są nowe metody terapeutyczne, ponieważ ostatnie zatwierdzone przez Food and Drug Administration zostało opracowane ponad 25 lat temu. Mój zespół ma wielkie szczęście, że może uczestniczyć w tym projekcie, który bada innowacyjne i skuteczne nowe techniki, które mają potencjał zrewolucjonizowania leczenia owrzodzeń stopy cukrzycowej.

— mówi Aristidis Veves, współautor badania i profesor chirurgii w Beth Israel Deaconess Center

Implikacje i przyszłość elektrycznych opatrunków

Ponadto WPED można stosować szybko i łatwo. Po zastosowaniu pacjenci mogą się poruszać i brać udział w codziennych czynnościach. Ta funkcjonalność oznacza, że ​​pacjenci mogą otrzymywać leczenie w domu i są bardziej skłonni do przestrzegania leczenia. Innymi słowy, pacjenci są mniej skłonni do pomijania sesji terapeutycznych lub pójścia na skróty, ponieważ nie muszą przychodzić do kliniki ani pozostawać unieruchomieni przez wiele godzin.

„Kolejne kroki dla nas obejmują dodatkową pracę nad dostrojeniem naszej zdolności do redukcji fluktuacji pola elektrycznego i wydłużenia czasu trwania pola. Przechodzimy również do dalszych testów, które przybliżą nas do badań klinicznych i – ostatecznie – praktycznego zastosowania, które może pomóc ludziom” – mówi Bandodkar.

Badanie zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie Science Advances.

Odniesienie: „Water-powered, electronics-free dressings that electrically stimulation wounds for rapid wound close” autorstwa Rajaram Kaveti, Margaret A. Jakus, Henry Chen, Bhavya Jain, Darragh G. Kennedy, Elizabeth A. Caso, Navya Mishra, Nivesh Sharma, Baha Erim Uzunoğlu, Won Bae Han, Tae-Min Jang, Suk-Won Hwang, Georgios Theocharidis, Brandon J. Sumpio, Aristidis Veves, Samuel K. Sia i Amay J. Bandodkar, 7 sierpnia 2024 r., Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.ado7538

Praca ta została wykonana przy wsparciu Defense Advanced Research Projects Agency w ramach grantu D20AC00004 oraz Center for Advanced Self-Powered Systems of Integrated Sensors and Technologies na NC State, które jest finansowane przez National Science Foundation grant 1160483. Bandodkar i Kaveti są wynalazcami w ramach wniosku patentowego związanego z tą pracą.

źródło: SciTechDaily