«بانداژ هوشمند» با انرژی بی‌سیم می‌تواند مراقبت از زخم بدون دارو را ارائه دهد

به گفته دانشمندان، نسل جدیدی از «بانداژهای هوشمند» با انرژی بی‌سیم و سازگار با محیط‌زیست می‌تواند به بیماران مبتلا به زخم‌های بهبود نیافته کمک کند تا از عفونت جلوگیری کنند.

این باند می تواند به بهبود کیفیت زندگی افرادی که با زخم های مزمن غیر التیام دهنده زندگی می کنند، کمک کند، زخم هایی که در حال حاضر اغلب به تمیز کردن و درمان دردناک نیاز دارند. زخم های التیام نیافته می توانند از عوارض جانبی برخی داروها یا عوامل سلامتی مانند دیابت، سرطان یا رگ های خونی آسیب دیده باشند.

تیمی از محققان بریتانیایی و فرانسه اولین بانداژ در نوع خود را ساختند که با دیودهای ساطع نور (LED) تعبیه شده است تا زخم ها را در نور ماوراء بنفش استریل کنند و از رشد باکتری ها بدون استفاده از داروهایی مانند جلوگیری کند. آنتی بیوتیک ها.

نور ماوراء بنفش در حال حاضر به طور گسترده برای استریل کردن اشیایی مانند تجهیزات جراحی و مواد غذایی تازه استفاده می شود. درمان عفونت‌های باکتریایی در زخم‌های غیرقابل التیام با استفاده از اشعه ماوراء بنفش به جای دارو می‌تواند به کاهش رشد سویه‌های خطرناک جدید باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک معروف به «سوپر میکروب‌ها» کمک کند.

در مقاله جدیدی که در مجله منتشر شده است معاملات IEEE در مدارها و سیستم های زیست پزشکی، محققان نحوه ساخت باند هوشمند و اثر ضد باکتریایی آن را نشان دادند.

آنها یک سیم پیچ القایی باریک و انعطاف پذیر ساختند که می توانست در پارچه باند ادغام شود. این سیم پیچ از تکنیکی به نام انتقال قدرت بی سیم تشدید مغناطیسی استفاده می کند تا برق LED های UV را بدون نیاز به باتری تامین کند.

در عوض، سیم پیچ القایی نیروی خود را از طریق هوا دریافت می کند که از سیم پیچ دوم متصل به شبکه برق منتقل می شود. ال‌ای‌دی‌ها را می‌توان با نگه داشتن سیم‌پیچ‌های فرستنده و گیرنده نزدیک به یکدیگر تا زمانی که درمان ضد میکروبی کامل شود، به‌طور نامحدود تغذیه کرد.

در آزمایش‌های آزمایشگاهی، محققان نمونه‌هایی از سویه‌ای از باکتری‌های گرم منفی به نام Pseudoalteromonas sp را در معرض دید قرار دادند. D41 به نور UV عرضه شده توسط بانداژ هوشمند. برخی از اشکال باکتری های گرم منفی می توانند باعث ایجاد طیف وسیعی از عفونت های جدی در انسان شوند.

آزمایشات نشان داد که بانداژ هوشمند می تواند رشد Pseudoalteromonas sp را کند و متوقف کند. D41 روی سطوح اسلایدها، به طور موثر باکتری ها را در عرض شش ساعت از بین می برد. محققان پیشنهاد می‌کنند که این سیستم می‌تواند در محیط‌های پزشکی برای انجام همین کار برای باکتری‌های زخم‌های مزمن و غیرقابل التیام بیماران مورد استفاده قرار گیرد.

پروفسور استیو بیبی، رئیس RAEng در فناوری های نوظهور در دانشگاه ساوتهمپتون، یکی از نویسندگان مقاله است. وی گفت: “استفاده از نور ماوراء بنفش برای از بین بردن ویروس ها و باکتری ها به خوبی شناخته شده است و این اولین کار برای ادغام LED های ساطع کننده UVC در بانداژ و بررسی کارایی آن است. این رویکرد می تواند مزایای قابل توجهی را برای درمان زخم های پایدار ارائه دهد. پیشرفت بزرگی نسبت به باندهای هوشمند معمولی است که تلاش می کنند وضعیت زخم را نظارت کنند.”

دکتر محمود واگی، از دانشکده مهندسی جیمز وات دانشگاه گلاسکو، یکی دیگر از نویسندگان این مقاله است. او سیستم انتقال برق بی سیم بانداژ هوشمند را توسعه داد.

دکتر Wagih گفت: “باتری های سنتی حجیم، انعطاف ناپذیر هستند و نیاز به تعویض منظم دارند. این امر استفاده از آنها را در بانداژها دشوار می کند، که نیاز به مطابقت نزدیک با خطوط بدن بیماران برای ارائه درمان قابل اعتماد در طی چندین ساعت دارند. سیستمی که ما توسعه داده‌ایم انعطاف‌پذیر است و می‌توان آن را به طور یکپارچه در پارچه بانداژ ادغام کرد تا LED‌ها را تغذیه کند، که نور UV-C را در هر سطحی ارائه می‌کنند.”

“ما معتقدیم که باندهای هوشمند کلید مراقبت های بهداشتی آینده خواهند بود، اما باید به ردپای محیطی آنها توجه کنیم. تنها در بریتانیا، سالانه بیش از 40000 تن باتری فروخته می شود و کمتر از نیمی از آنها بازیافت می شوند. فناوری برق بی سیم ما. به ابزارهای پوشیدنی مراقبت های بهداشتی اجازه می دهد تا به عنوان جایگزینی برای درمان های مبتنی بر دارو، به طور پایدار رشد کنند.

ما به همکاری در توسعه بیشتر بانداژ ادامه خواهیم داد تا حسگرهایی را که قادر به نظارت بر پیشرفت زخم‌ها هستند و همچنین آزمایش این فناوری در تنظیمات بالینی در سال‌های آینده را یکپارچه کنیم.»

بانداژ هوشمند مبتنی بر فناوری است که در ابتدا توسط دکتر Wagih و همکارانش از دانشگاه ساوتهمپتون توسعه داده شد. این تحقیق در مقاله دوم به نمایش گذاشته شده است که اخیراً در منتشر شده است معاملات IEEE در الکترونیک صنعتی.

این مقاله اولین استفاده از انتقال توان بی‌سیم با تشدید مغناطیسی را برای تامین الکتریسیته به منسوجات استاندارد با استفاده از گلدوزی یا چاپ روی صفحه نمایش می‌دهد – ویژگی که به امکان بانداژ هوشمند کمک کرد.

در این مورد، نیرو به یک مقاومت الکترونیکی انعطاف‌پذیر جدید ساخته شده از نقره و کربن که روی سطح پارچه چاپ می‌شد تا به عنوان یک عنصر گرمایش پوشیدنی عمل کند، تامین می‌شد. این سیستم می‌توانست تا دمای 60 درجه سانتی‌گراد گرم شود در حالی که 2 سانتی‌متر از فرستنده جدا می‌شد و بازدهی بیش از 50 درصد داشت.

دکتر Wagih گفت: “هیترها بسیار انرژی بر هستند، بنابراین بخاری هایی که با باتری کار می کنند تمایل دارند باتری ها را خیلی سریع بجوند یا قبل از نیاز به تغییر، مقدار متوسطی گرما را برای مدت طولانی تری فراهم کنند.”

این مقاله نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از انتقال انرژی بی‌سیم با تشدید مغناطیسی با فرکانس بالا برای تامین انرژی یک سیستم گرمایش کارآمد ساخته شده در لباس‌ها استفاده کرد که قابل شستشو و استفاده مجدد هستند، که با باتری‌های معمولی غیرممکن است.

راندمان انتقال نیرو دو برابر گیرنده‌های برق بی‌سیم پوشیدنی قبلی است که در جاهای دیگر ساخته شده‌اند. با توجه به اهمیت راه‌حل‌های گرمایشی با انرژی کارآمد، این امر فرصت‌های جدیدی را برای استفاده در کاربردهای پزشکی، لباس‌های گرم شده که می‌توان در شرایط سرد پوشید، و بیشتر.”