![DARPA資助的革命性「電動OK繃」,可加速傷口癒合速度30%](https://cdn0.techbang.com/system/excerpt_images/117663/post_inpage/5110936c5fc8bf1c19c2086b95ff8639.jpg?1724127691)
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在醫療科技不斷進步的今天,一項創新的傷口治療方法正在引起醫學界的關注。由美國國防高等研究計劃署(DARPA)資助的研究小組開發了一種傷口敷料研究人員開發出了一種低成本、無需電子設備的電動繃帶,它能夠顯著加速傷口愈合過程,尤其對於慢性傷口的治療效果令人振奮。
慢性傷口:一個亟待解決的醫療難題
慢性傷口是指長期無法愈合或愈合緩慢的開放性傷口。這類傷口常見於糖尿病患者,不僅難以治癒,還容易反覆發作,大大增加了截肢和死亡的風險。現有的治療方法往往昂貴且效果有限,因此,科學家們一直在積極探索更實惠、更有效的治療方案。
水驅動、無電子設備的繃帶(WPED):一項突破性技術
北卡羅萊納州立大學和哥倫比亞大學的研究團隊開發出了一種稱為「水驅動、無電子設備的繃帶」(Water-powered, electronics-free dressings,簡稱WPED)的創新產品。這種繃帶利用電場促進傷口愈合,其核心原理是:
- 繃帶一側配備電極,另一側有一個小型生物相容性電池。
- 將繃帶貼在傷口上,使電極與傷口接觸。
- 在電池上滴一滴水,即可啟動電池。
- 啟動後,繃帶會產生持續數小時的電場。
這種電場對慢性傷口的愈合至關重要。研究表明,電場可以加速細胞增殖和遷移,促進血管生成,進而加快傷口癒合。
3D 變形電極:適應各種傷口
慢性傷口通常形狀複雜、深度不一,傳統敷料難以完全貼合,影響治療效果。為了解決這一問題,研究人員從日本剪紙藝術中獲得靈感,開發了 3D 變形電極。這種電極可以根據傷口的輪廓進行調整,確保電場均勻分佈,進而促進傷口中心區域的癒合。
WPED:簡單、低成本、高效能
- 低成本:每個繃帶的成本僅為幾美元,遠低於現有的高科技治療方案。
- 易於使用:患者可以在家中自行使用,無需專業醫療設備或知識。
- 靈活性強:繃帶可以彎曲,適應各種不規則和深層傷口。
- 持久有效:一次啟動可持續數小時,甚至在極端溫度和濕度下仍能正常工作。
- 無需限制活動:患者佩戴繃帶後可以正常活動,不影響日常生活。
研究團隊在糖尿病小鼠模型上進行了測試,結果顯示:
- 傷口愈合速度:使用WPED的小鼠傷口愈合速度比使用普通繃帶的小鼠快30%。
- 完全愈合率:到第11天,75%接受WPED治療的傷口完全愈合,而對照組僅有12.5%愈合。
- 組織學改善:WPED治療組的表皮厚度增加43-72%,膠原蛋白密度更高,血管生成更多。
- 炎症減少:WPED治療組的促炎M1巨噬細胞與抗炎M2巨噬細胞的比例顯著降低,表明炎症減輕。
這些結果表明,WPED不僅加速了傷口的表面閉合,還促進了更深層次的組織修復和再生。
WPED的工作原理
WPED的核心是一個鎂-銀/氯化銀電池,當水滴落到電池上時,會啟動電池並產生徑向電場。這個電場從傷口邊緣指向中心,模仿了自然傷口愈合過程中的內源性電流。電場強度在100-530 mV/mm之間,足以刺激角質形成細胞遷移和調節細胞行為,進而促進傷口愈合。
雖然WPED在動物實驗中表現出色,但研究人員表示還需要進行更多研究:
- 深入探討WPED促進愈合的分子機制。
- 在更接近人類皮膚的豬模型上進行測試。
- 研究不同刺激時間對愈合效果的影響,實現個性化治療。
- 探索WPED在預防傷口感染方面的潛力。
WPED代表了一種全新的慢性傷口治療方法,它將簡單、低成本的設計與先進的生物電療法相結合。這項技術有望為全球數百萬慢性傷口患者帶來希望,尤其是在資源有限的地區。隨著進一步的研究和最佳化,WPED可能成為未來傷口治療的標準方法之一,為改善患者生活品質和減輕醫療負擔做出重要貢獻。
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