加州理工学院研发的智能绷带可提前几天检测感染
加州理工学院医学工程教授高伟和他的团队正在研发新一代智能绷带——一个“皮肤实验室”，它可以帮助患者和护理人员监测慢性伤口，提供治疗并加速愈合。该绷带专为愈合缓慢的割伤、切口、擦伤和烧伤而设计，旨在追踪伤口健康状况并积极支持康复。
加州理工学院高伟研发的智能绷带技术具有柔韧性，可随皮肤伸缩。图片来源：加州理工学院
2023年，高教授团队取得了一个关键的里程碑：他们证明了自己的智能绷带能够收集动物模型中慢性伤口的实时数据。此外，它还能通过提供针对性治疗（例如药物或电刺激）来促进组织再生，从而加快伤口愈合。
如今，高教授与加州理工学院和南加州大学凯克医学院的同事们进一步推进了他们的研究。他们在20名因糖尿病或血液循环不良等原因导致慢性伤口的患者身上测试了一种名为iCares的改进型绷带。升级后的设备成功且持续地采集了人体炎症反应过程中产生的液体样本。该团队还在手术前后对其他患者进行了评估，以研究该绷带更广泛的临床应用。
iCares智能绷带。图片来源：加州理工学院
智能绷带配备三种不同的微流体组件（引导和控制液体流动的微型模块），可清除伤口中多余的水分，同时提供有关现有生物标志物的实时数据。
流体样本的新鲜度确保检测的准确性
“我们创新的微流体技术可以去除伤口中的水分，从而促进伤口愈合。它们还能确保绷带分析的样本是新鲜的，而不是新旧液体的混合物。为了获得准确的测量结果，我们只需要在伤口部位采集最新的液体样本，”同时也是遗产医学研究所研究员的高先生说道。“通过这种方式，iCares 可以实时监测炎症和感染的重要生物标志物。”
加州理工学院高伟研发的智能绷带有助于促进伤口愈合并监测伤口状况。图片来源：加州理工学院
事实上，高福和他的同事在《科学转化医学》杂志上的一篇新论文中表明，智能绷带可以在患者出现症状前一到三天检测到一氧化氮（炎症指标）和过氧化氢（感染的生物标志物）等分子。
人工智能驱动的伤口分类和愈合预测
进一步，该团队开发了一种机器学习算法，可以成功地对患者的伤口进行分类，并预测愈合时间，其准确度可与专家临床医生相媲美。
智能绷带被贴在志愿者的皮肤上。图片来源：加州理工学院
该绷带由柔性、生物相容性的聚合物条带制成，可低成本进行3D打印。它集成了纳米工程生物标记物传感器阵列，可用于卫生和一次性用途。该系统还包括一个可重复使用的印刷电路板，用于处理信号并将数据无线传输到智能手机等用户界面。
iCares 内的三个微流体模块包括一个从伤口表面吸取伤口液体的膜、一个将液体穿过设备运送到传感器阵列进行分析的仿生组件，以及一个将采样液体输送到绷带外部的微柱模块。
编译自/ScitechDaily
