Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νεμπράσκα-Λίνκολν, της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ και του ΜΙΤ έχουν σχεδιάσει ένα έξυπνο επίδεσμο που θα μπορούσε τελικά να θεραπεύσει χρόνιες πληγές ή τραυματισμούς από μάχη με κάθε ίνα της ύπαρξής του!
Ο επίδεσμος αποτελείται από ηλεκτρικά αγώγιμες ίνες επικαλυμμένες σε ένα πήκτωμα που μπορεί να φορτωθεί μεμονωμένα με αντιβιοτικά που καταπολεμούν τη μόλυνση, αυξητικούς παράγοντες ιστών, παυσίπονα ή άλλα φάρμακα.
Ένας μικροελεγκτής όχι μεγαλύτερος από μια ταχυδρομική σφραγίδα, που θα μπορούσε να ενεργοποιηθεί από ένα smartphone ή άλλη ασύρματη συσκευή, στέλνει μικρές ποσότητες τάσης μέσω μιας επιλεγμένης ίνας. Αυτή η τάση θερμαίνει την ίνα και την υδρογέλη της, απελευθερώνοντας το φορτίο που περιέχει.
Ένας ενιαίος επίδεσμος θα μπορούσε να φιλοξενήσει πολλαπλά φάρμακα προσαρμοσμένα σε έναν συγκεκριμένο τύπο πληγής, ανέφεραν οι ερευνητές, προσφέροντας παράλληλα την ικανότητα να ελέγχουν με ακρίβεια τη δόση και το χρονοδιάγραμμα χορήγησης αυτών των φαρμάκων.
Αυτός ο συνδυασμός προσαρμογής και ελέγχου θα μπορούσε να βελτιώσει ή να επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία επούλωσης, δήλωσε ο Ali Tamayol, επίκουρος καθηγητής μηχανικής και υλικών μηχανικής στη Νεμπράσκα.
“Μπορείτε να απελευθερώσετε πολλά φάρμακα με διαφορετικά προφίλ απελευθέρωσης. Αυτό είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα σε σύγκριση με άλλα συστήματα. Αυτή είναι μια πλατφόρμα που μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλούς διαφορετικούς τομείς της βιοϊατρικής μηχανικής και της ιατρικής”, συμπλήρωσε.
Η ομάδα θεωρεί ότι ο έξυπνος επίδεσμος χρησιμοποιείται αρχικά για τη θεραπεία χρόνιων δερματικών τραυμάτων που προέρχονται από διαβήτη.
Περισσότεροι από 25 εκατομμύρια Αμερικανοί – και περισσότερο από το 25% των ενηλίκων των ΗΠΑ 65 ετών και άνω – θα μπορούσαν να υποφέρουν από τέτοιες πληγές. Τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων εκτιμούν ότι οι περιπτώσεις του διαβήτη θα διπλασιαστούν ή τριπλασιαστούν έως το έτος 2050.
“Το ιατρικό κόστος που συνδέεται με αυτούς τους τύπους πληγών είναι τεράστιο”, δήλωσε ο Tamayol. “Υπάρχει λοιπόν μεγάλη ανάγκη να βρεθούν λύσεις για αυτό”.
Εκείνοι που τραυματίστηκαν σε μάχη θα μπορούσαν επίσης να επωφεληθούν από την ευελιξία και την προσαρμοστικότητα του επιδέσμου, δήλωσε ο Tamayol, εάν θα διεγείρει ταχύτερη επούλωση τραυμάτων από σφαίρες και σπασμούς ή θα αποτρέψει την εμφάνιση λοίμωξης σε απομακρυσμένα περιβάλλοντα.
«Οι στρατιώτες στο πεδίο της μάχης μπορεί να υποφέρουν από διάφορους τραυματισμούς ή λοιμώξεις», είπε. “Μπορεί να αντιμετωπίζουν διάφορα παθογόνα. Φανταστείτε ότι έχετε ένα μεταβλητό έμπλαστρο που έχει αντιδότια ή φάρμακα που στοχεύουν σε συγκεκριμένους κινδύνους στο περιβάλλον”.
Βοηθητική επίδεσμος
Οι υπάρχοντες επίδεσμοι κυμαίνονται από βασικά ξηρά έμπλαστρα μέχρι πιο προηγμένα σχέδια που μπορούν να απελευθερώσουν παθητικά ένα ενσωματωμένο φάρμακο με την πάροδο του χρόνου. Για να αξιολογήσουν τα πιθανά πλεονεκτήματα του έξυπνου επιδέσμού τους, ο Tamayol και οι συνεργάτες του στο Χάρβαρντ έτρεξαν μια σειρά πειραμάτων.
Σε ένα, οι ερευνητές εφάρμοσαν έναν έξυπνο επίδεσμο φορτισμένο με αυξητικό παράγοντα σε τραυματισμένα ποντίκια. Σε σύγκριση με έναν ξηρό επίδεσμο, η εκδοχή της ομάδας επαναφέρει τρεις φορές περισσότερο από τον πλούσιο σε αίμα ιστό κρίσιμο για τη διαδικασία επούλωσης.
Ένα άλλο πείραμα έδειξε ότι μια έκδοση με αντιβιοτικό του επιδέσμου θα μπορούσε να εξαλείψει τα βακτήρια που προκαλούν λοίμωξη. Συλλογικά, ο Tamayol είπε ότι τα πειράματα έδειξαν επίσης ότι η θερμότητα που απαιτείται για την απελευθέρωση των φαρμάκων δεν επηρέασε την ισχύ τους.
Αν και οι ερευνητές έχουν κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για το σχεδιασμό τους, θα χρειαστεί να υποβληθούν σε περαιτέρω πειράματα σε ζώα και στη συνέχεια σε ανθρώπους πριν να μπω στην αγορά.
Αυτό θα μπορούσε να διαρκέσει αρκετά χρόνια, αν και το γεγονός ότι τα περισσότερα από τα συστατικά του σχεδίου έχουν ήδη εγκριθεί από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων θα πρέπει να εξομαλύνει τη διαδικασία, δήλωσε ο Tamayol.
Εν τω μεταξύ, οι ερευνητές εργάζονται επίσης για την ενσωμάτωση αισθητήρων με βάση το νήμα που μπορούν να μετρήσουν τη γλυκόζη, το pH και άλλους δείκτες δερματικού ιστού που σχετίζονται με την υγεία. Η ενσωμάτωση αυτής της ικανότητας θα επέτρεπε στην ομάδα να δημιουργήσει έναν επίδεσμο που θα μπορούσε να προσφέρει αυτόνομα κατάλληλες θεραπείες.
Οι συγγραφείς παρουσίασαν λεπτομερώς το σχεδιασμό και τα ευρήματά τους στο περιοδικό Advanced Functional Materials.
https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=3d6uFlRuPZY
με Αριθμό Μητρώου 12691
