Wenn Technik und Medizin aufeinandertreffen, profitieren alle. Die Technologie muss auch kein neues MRT oder lasergedruckte Organe sein - selbst der niedrige Verband kann von einem Upgrade profitieren. Verschiedene Forscher weltweit nutzen ihre besondere Expertise, um eine Vielzahl neuer, intelligenterer und effektiverer Bandagen zu entwickeln; viele davon drängen sich stetig aus dem Labor in die reale Welt. Hier ist ein kurzer Überblick über all die fantastischen Verbandstechnologien, die Sie in nicht allzu ferner Zukunft erwarten können:
Im Jahr 2010 hat ein deutsches Team der Fraunhofer-Institute für Mikrosystem- und Festkörpertechnik EMFT eine Bandage entwickelt, die wie jedes andere selbstklebende Pflaster aussieht, aber ihre Farbe ändert, um auf eine Infektion hinzuweisen, indem sie auf den pH-Wert der darunter liegenden Haut reagiert. Gesund heilende Wunden haben einen pH-Wert von etwa fünf oder sechs. Wenn dies zu alkalisch wird, kann dies bedeuten, dass sich darunter eine Infektion zusammenbraut. Der Verband wird zwischen 6,5 und 8,5 pH lila.
Ein anderes Team aus Südkorea, Deutschland und den USA, vertreten durch Dr. Conor Evans vom Wellman Center for Photomedicine, ging einen anderen Weg: Flüssige Verbände, die zum Teil vom Verteidigungsministerium finanziert wurden. Diese können auch eine Wundheilung eindeutig anzeigen, jedoch nicht durch den Nachweis des pH-Werts. Der flüssige Verband wurde entwickelt, um Sauerstoffkonzentrationen in der Haut, einschließlich Verbrennungen, abzubilden. Falls Sie es nicht wussten, ist eine sauerstoff- und glukosereiche Blutversorgung ein wesentlicher Bestandteil der Wundheilung. Ein Defizit kann zu schlechter Erholung und chronischen Wunden führen.
Die derzeitige Wundbeurteilung beschränkt sich auf den Schnüffeltest, die visuelle Inspektion oder die elektrochemische Analyse, bei der Elektroden (wie Nadeln) in die Wunde gesteckt werden müssen. Letzteres klingt für Patienten nach einem miserablen Prozess. Eine weniger invasive Messoption ist verfügbar, wenn Sie über die Ausrüstung zum Aufspüren radioaktiver Marker verfügen, aber Positronen-Emissions-Tomographen sind teuer und nicht überall erhältlich.
Der neue Flüssigverband des Teams kann diese Informationen schnell und einfach durch Farbwechsel liefern. Zwei sauerstoffempfindliche Farbstoffe; rotes Porphyrin (ähnlich Hämoglobin) und ein grüner Farbstoff werden in eine Nitrozelluloseflüssigkeit eingearbeitet. Die Flüssigkeit leuchtet grün, wo das darunter liegende Gewebe ausreichend mit Sauerstoff versorgt ist, und leuchtet rot, wenn ein Sauerstoffmangel vorliegt. Ein dünner Film auf der Bandage verhindert, dass der Luftsauerstoff die Messwerte verfälscht und das Porphyrin die Haut berührt. Das Porphyrin ist einzigartig und die letzte Komponente, die auf die FDA-Zulassung wartet; seine Helligkeit macht es möglich, die Farbveränderungen mit bloßem Auge zu sehen. Während Porphyrine im Allgemeinen teuer sind, verwendet diese Anwendung nur Nanogramm.
Diese neue Flüssigkeit wird bereits an Tieren getestet, und das Team hofft, bald mit klinischen Studien fortfahren zu können. Dr. Conor Evans vom Wellman Center for Photomedicine nannte es eine "Plattformtechnologie, die in bestehende Bandagen oder bioelektronische Systeme integriert werden kann".
Ein von der National Science Foundation unterstütztes Forscherteam aus Tufts, Perdue, Harvard und Women's Hospital arbeitet an einer neuen Art von bioelektronischer Smart-Bandage. Das Team stellte einen Verband vor, der Sensoren, Biomaterialien und Mikrosystemtechnik verwendet, um Wunden zu überwachen und zu behandeln, die längerfristiger Pflege bedürfen, wie zum Beispiel diabetische Geschwüre und Verbrennungen.
Sie wird als „flexible Bioelektronik“ bezeichnet und ist immer noch eine aufstrebende Technologie. Die Idee ist, Schaltkreise in flexible, sichere Polymersubstrate zu integrieren. Sie sind für biomedizinische und biowissenschaftliche Anwendungen gedacht und können den Heilungsprozess durch Überprüfung des Sauerstoffgehalts und der Temperatur verfolgen. Angehörige der Gesundheitsberufe würden diese Informationen auch - und besonders - lesen, wenn sie nicht beim Patienten sind.
Sie arbeiten hart daran, neue Materialien wie ein Hydrogel anzuwenden, um den Flexibilitätsfaktor zu verbessern. Zur Medikamentenabgabe; Polymermikropartikel werden während des Herstellungsprozesses in das Hydrogelpflaster der Bandage eingebettet. Auf dem Pflaster befindet sich ein Stimulationsmechanismus. Flexible Sensoren überwachen Temperatur und pH-Wert, und wenn sich die Wunde verschlechtert, senden die Forscher einen Impuls an den Stimulator, um die Medikamente in den Mikropartikeln freizusetzen.
Eine Gruppe von Ärzten der Universitäten Melbourne und Monash unter der Leitung von Nico Voelcker arbeitet an einer flexiblen Bandage, die Nanotechnologie zur Überwachung und Warnung verwendet. Theoretisch ändert es die Farbe wie die flüssigen Verbände und verwendet Sensoren und Bluetooth, um Daten an ein Smartphone zu senden. Die Idee ist, die Anzeichen einer Infektion früher erkennen zu können, ohne den Verband zu entfernen und damit den Heilungsprozess zu beeinträchtigen. Das Konzept wurde als Prototyp erstellt, benötigt jedoch mehr Mittel, um klinische Studien durchzuführen.
Ein ebenfalls von der NSF unterstütztes Team der UC Berkeley arbeitet an einem Verband, der Gewebeschäden erkennt, bevor sie sichtbar werden. Der Verband ist für Druckgeschwüre, auch Dekubitus genannt, vorgesehen und überwacht die durch den Zelltod verursachten elektrischen Veränderungen. Es ist im Wesentlichen eine gedruckte Anordnung winziger Elektroden auf einem dünnen flexiblen Film. Wundliegen können alles andere als geringfügig sein: Christopher Reeve starb an einer Infektion, die mit einem Wundliegen begann. Wenn innere Zellen (nicht an der Hautoberfläche) zu sterben beginnen, brechen die Zellwände zusammen und der Verband liest die elektrischen Signale, die den zerstörten Wänden entkommen.
Der Wundschutzverband wurde bereits an Ratten getestet. Der Ermittler der Studie und Professor für Chirurgie an der USCF, Dr. Michael Harrison, sagte: „Wenn Sie Anzeichen eines Dekubitus auf der Hautoberfläche sehen, ist es normalerweise zu spät … Wenn Sie Dekubitus frühzeitig erkennen können, ist die Lösung einfach. Nehmen Sie einfach den Druck ab. "
Weitere Indikationen für solche Bandagen sind die Verwendung elektrischer Felder zur Kontrolle des Heilungsprozesses. Da Zellen, insbesondere Epithelzellen, auf elektrische Felder reagieren, kann die Manipulation solcher Felder die Wundheilung verändern. Dies ist zu diesem Zeitpunkt alles in der Zukunft, aber wenn Forscher herausfinden können, wie man Galvanotaxis – den Prozess der Zellmigration zur Verletzung – auslöst, könnte es möglich sein, die Wundheilung anzupassen und zum Beispiel Narbengewebe zu minimieren, anstatt nur damit es schneller heilt.
Die beiden NSF- und das DoD-Projekt werden 2016 abgeschlossen, aber wir sollten nicht erwarten, dass die nächste Generation von Bandagen in unseren Regalen mindestens noch fünf Jahre lang zu sehen ist. Bei einigen der hier aufgeführten Technologien handelt es sich um Disziplinen, die nicht immer aufeinander abgestimmt sind. Nachdem wir in diesem Artikel mit einigen der mit der Technologie befassten Ärzten gesprochen haben, können wir hoffen, dass Digital Trends einen kleinen Zweck erfüllt hat, indem sie Chemiker und Bioelektronik-Spezialisten ermutigt haben, zusammenzukommen.
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