Лечение заболеваний, вызывающих хронические раны на коже, длится долго и обходится недёшево. Учёные попытались смягчить проблему излечения накожных поражений с помощью «умных» пластырей, которые ускоряют процесс затягивания ран и делают это автоматически.
Источник изображений: Stanford University
В ходе доклинических испытаний собственного электронного медицинского пластыря группа учёных из Стэнфордского университета убедилась, что заживление ран может происходить на 25 % быстрее, чем в случае обычной тканевой повязки. Эксперимент проводился на мышах с проверкой на контрольной группе. Концепция прошла проверку практикой, и исследователи занялись подготовкой заявки на патент, а также составлением плана разработки более сложного электронного пластыря для оказания медицинской помощи людям.
Электронный пластырь одновременно защищает рану от внешнего воздействия и стимулирует её излечение слабым электрическим током — он убивает бактерии и стимулирует гены, отвечающие за заживление. На тончайшей гибкой подложке — тоньше волоса человека — расположены датчики, контроллер и беспроводной передатчик. Электроника работает без встроенного питания — только за счёт антенны, которая принимает радиосигнал на определённой частоте и дальше по схеме вырабатывает из него электрический ток.
К коже датчик крепится специальным гидрогелем, который теряет клеящую способность при нагреве до 40 °C. Если система решит, что лечение окончено, локальный нагрев на несколько градусов заставит пластырь отпасть. Встроенный датчик температуры также следит за возможным усилением инфекции — воспалением — и реагирует на это должным образом. При этом испытания на мышах показали, что умный пластырь не ограничивает движения животных, не вызывает раздражения кожи при непрерывном ношении в течение 15 дней и обеспечивает непрерывный мониторинг температуры и сопротивления.
В то же время система стимулирует заживление на самом глубоком уровне — на уровне стимуляции отдельных генов иммунных клеток. Регулярная проверка образцов тканей из раны показала, что ответственные за восстановления клеток кожи и соединительной ткани гены иммунных клеток повышают свою активность при заданном алгоритме стимуляции раны слабым электрическим током.
Более того, с «умным» пластырем такой восстановительный процесс тканей как ремоделирование кожи идёт на 50 % быстрее. Это помогает избежать рубцов и других следов былого поражения кожи, не говоря о более быстром и щадящем восстановлении.