基于多模式可穿戴設(shè)備的“智能”繃帶可以實現(xiàn)實時生理監(jiān)測和積極干預(yù)，以促進慢性傷口的愈合。然而，在目前的智能繃帶技術(shù)中，傳感器和刺激器的結(jié)合發(fā)展有限。此外，雖然膠電極對于強大的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是必不可少的，但現(xiàn)有黏附敷料的脫落可能導(dǎo)致沒有可切換黏附的脆弱傷口組織的二次損傷。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近期，斯坦福大學鮑哲南及Geoffrey C. Gurtner共同通訊在Nature Biotechnology（IF=68）在線發(fā)表題為“Wireless， closed-loop， smart bandage with integrated sensors and stimulators for advanced wound care and accelerated healing”的研究論文，該研究表明當無線、閉環(huán)、智能繃帶具有集成傳感器和刺激器時，可實現(xiàn)先進的傷口護理，并加速傷口愈合。該研究通過開發(fā)一個靈活的生物電子系統(tǒng)來克服這些問題，該系統(tǒng)由無線供電、閉環(huán)傳感和刺激電路組成，與皮膚界面水凝膠電極能夠按需黏附和分離。

此外，該研究利用小鼠模型證明了傷口護理系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測皮膚阻抗和溫度，并根據(jù)傷口環(huán)境提供電刺激。在臨床前傷口模型中，與對照組相比，治療組愈合速度快25%，真皮重塑增強50%。此外，該研究觀察到單核細胞和巨噬細胞群中預(yù)再生基因的激活，這可能促進組織的離子、血管化和真皮恢復(fù)。

慢性無法愈合的傷口是一個巨大的醫(yī)療負擔。慢性傷口的定義是在8-12周內(nèi)仍未愈合，并不能恢復(fù)受影響部位的功能和解剖完整性。這些傷口與喪失功能和行動能力、社會壓力和孤立程度增加、抑郁和焦慮、住院時間延長以及總體發(fā)病率和死亡率增加有關(guān)。雖然有針對慢性傷口的干預(yù)措施，如生長因子、細胞外基質(zhì)、工程皮膚和負壓傷口療法，但這些治療方法的效果并不顯著。

目前的標準護理傷口敷料是被動的，不能積極響應(yīng)傷口環(huán)境的變化。智能繃帶技術(shù)能夠很好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，它們能夠集成多模態(tài)傳感器和刺激器，在最少的醫(yī)生干預(yù)下進行實時監(jiān)測和主動傷口護理治療。

用于慢性傷口管理的無線智能繃帶的總體設(shè)計先前的研究表明，隨著傷口的愈合，皮膚阻抗會增加。然而，當傷口感染時，由于生物膜的形成，傷口阻抗會降低。隨著感染的進一步發(fā)展，局部炎癥使傷口溫度升高。這兩種信號都可以被嵌入可穿戴設(shè)備的低成本傳感器輕松捕獲，作為即將發(fā)生的傷口感染的哨兵。這些生物物理信號實時提供了關(guān)于傷口狀況的快速、可靠和準確的信息，為快速、自主地以閉環(huán)方式診斷和監(jiān)測未愈合傷口創(chuàng)造了機會。

目前的智能繃帶技術(shù)在感知生理狀況方面表現(xiàn)出了良好的前景。此外，電刺激也被證明可以改善組織灌注，刺激免疫細胞功能，并通過一種被稱為電刺激的過程加速角質(zhì)形成細胞的遷移。不幸的是，目前的電刺激設(shè)備體積龐大，由電線系住，佩戴不舒服，限制了患者的依從性。

為了提高治療效果，一個理想的智能繃帶平臺需要滿足以下要求。首先，它需要靈活和無線操作，以避免任何不希望的栓系和傳統(tǒng)剛性設(shè)備造成的不適。接下來，它應(yīng)該整合感知和刺激模式，實現(xiàn)自主的閉環(huán)傷口管理。最后，它應(yīng)該具有隨需應(yīng)變的皮膚黏附性，在操作過程中具有緊密的接口，以實現(xiàn)穩(wěn)健的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和能量傳遞，同時也提供容易分離的功能，以避免在設(shè)備移除過程中可能發(fā)生的二次皮膚損傷。為了滿足這些需求，該研究開發(fā)了一種無電池柔性生物電子系統(tǒng)，由無線供電的傳感和刺激電路組成，該電路與使用生物兼容導(dǎo)電聚合物的組織界面堅韌的水凝膠電極相連。研究人員預(yù)計這種智能繃帶將改善治療效果，并為傷口護理提供新的知識。

審核編輯：郭婷