Умный пластырь следит за заживлением раны и передаёт данные на смартфон

Инженеры из Университета штата Пенсильвания создали портативный электронный датчик, способный одновременно отслеживать четыре ключевых биомаркера непосредственно в ране. Эта разработка предназначена для ранней диагностики осложнений, таких как инфекции или воспаления, до появления видимых симптомов, что является критически важным для пациентов с хроническими ранами, диабетом и ожогами.

Мультисенсорный чип, на который подана предварительная патентная заявка, интегрирует на одной платформе анализ нескольких показателей. Он определяет уровень pH, поскольку бактериальная инфекция часто повышает щелочность раневой среды. Также датчик измеряет концентрацию мочевой кислоты, повышение которой указывает на повреждение тканей и метаболический стресс. Третий биомаркер — феназин-1-карбоновая кислота (ФКК), метаболит, вырабатываемый патогенными бактериями, например, синегнойной палочкой, и являющийся прямым признаком микробной активности. Четвертый показатель — интерлейкин-6, белок, уровень которого растет при воспалительных процессах в организме. Одновременный анализ этих четырех маркеров дает комплексную картину состояния раны.

В основе сенсора лежит графен, полученный методом лазерной абляции (LIG). Эта технология является более дешевой и масштабируемой альтернативой традиционному химическому осаждению из газовой фазы (ХОГФ). LIG-графен обладает естественной пористой структурой, что увеличивает площадь его поверхности и количество активных участков для электрохимического взаимодействия с биомолекулами, повышая чувствительность датчика. Для предотвращения взаимного влияния сигналов от разных биомаркеров исследователи применили различные методы электрохимического обнаружения, использующие разные диапазоны напряжений.

Система передает собранные данные по беспроводной связи на печатную плату, которая обрабатывает сигналы и отправляет результаты в мобильное приложение. Это позволяет осуществлять непрерывный удаленный мониторинг состояния пациента.

В ходе лабораторных испытаний устройство было протестировано in vitro. Для имитации тканевой среды и диффузии биомолекул использовался слой агар-агара, размещенный над датчиком, что позволило оценить работу системы в условиях, приближенных к реальным. В дальнейшем исследователи планируют интегрировать сенсорную платформу с системами минимально инвазивного сбора биологической жидкости, например, с микроиглами. Такой подход позволит получать доступ к межклеточной жидкости для анализа без необходимости болезненного забора проб.

Источник: Medical Xpress