智能绷带可 предупредить 伤口愈合问题

如果氧气不足,化学物质会使织物发出红光

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来自美国、韩国和德国的一组研究人员开发了一种液体绷带,可以绘制皮肤伤口和烧伤中的氧气浓度图。

受损组织需要良好的血液供应,为再生细胞提供葡萄糖和氧气。 缺乏任何一种都可能导致慢性溃疡,这意味着测量氧气水平对于伤口治疗至关重要。

然而,“目前评估伤口的方法要么非常主观[例如视觉或嗅觉],要么需要高度专业的人员或设备,”来自马萨诸塞州总医院和哈佛医学院韦尔曼光医学中心的Conor Evans说。 通用标准使用电化学分析,这需要反复将针状电极插入伤口——许多患者选择避免这种过程。 氧气也可以通过使用正电子发射断层扫描仪追踪放射性标记物来测量,但这种昂贵的设备并未广泛普及。


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Evans 和他的团队现在开发了一种简单、无创的方法来检测组织氧气水平:一种液体绷带,“当组织含氧量充足时会发出蓝绿色光,当氧气较少时会发出红光”。 研究人员将蓝色香豆素染料和红色磷光含钯卟啉掺入由硝化纤维素制成的非处方液体绷带中。 使用相机及其闪光灯,他们触发了金属卟啉的磷光并捕获了由此产生的光发射。 氧气淬灭磷光,使蓝色背景染料可见,从而提供氧气浓度的颜色图。 绷带顶部的薄膜可防止大气氧气引起的错误信号。

“大部分技术已经存在,”Evans 说。 “我们正在尝试转化它,使其在真实的临床情况下适用且易于使用”。 到目前为止,该绷带已用于监测动物模型上的伤口和皮肤移植,但 Evans 希望这项技术很快将在临床中进行测试。

“Evans 的团队已将现有研究发展成为[临床应用]高度可行的东西,”德国雷根斯堡大学的 Otto Wolfbeis 同意道,他于 2011 年开发了一种用于氧气监测的发光传感器箔。

“个性化医疗和家用诊断设备(如智能绷带)正变得越来越普及和被接受,”美国北卡罗来纳州立大学的生物医学工程师 Alper Bozkurt 补充道。

Evans 的团队现在正在为谷歌眼镜和 Android 手机开发应用程序,以便用户可以使用设备的摄像头轻松创建氧气图。

Wolfbeis 还建议将 pH 传感器整合到绷带中,因为 pH 值是组织再生的另一个重要因素。 Evans 同意未来的绷带可以执行更多功能。 “最终,我们希望开发一种智能绷带,它不仅可以感应氧气,还可以测量 pH 值、检测细菌,甚至释放药物。”

本文经《化学世界》许可转载。 该文章首次发表于 2014 年 10 月 10 日

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