慢性傷口影響了全世界數(shù)百萬(wàn)患者的生活。慢性傷口檢測(cè)和治療依賴繁瑣的實(shí)驗(yàn)室分析及長(zhǎng)期頻繁的臨床干預(yù),大大限制了治療效率和病人的依從性。目前的傷口護(hù)理的臨床療效十分有限。近年來(lái),柔性電子器件領(lǐng)域發(fā)展迅猛,其可穿戴性、低成本、舒適性、快速檢測(cè)和使用便利等特征及優(yōu)勢(shì),為個(gè)性化傷口護(hù)理提供了巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。對(duì)此,加州理工學(xué)院高偉教授團(tuán)隊(duì)在《Advanced Functional Materials》發(fā)表了題為Wearable Bioelectronics for Chronic Wound Management的綜述文章,系統(tǒng)回顧了用于監(jiān)測(cè)和管理慢性傷口的可穿戴生物電子設(shè)備的最新進(jìn)展。其中,加州理工學(xué)院博士生王粲然為論文第一作者,高偉教授為論文通訊作者。
慢性傷口是動(dòng)態(tài)的,且受多種局部因素和病人個(gè)體狀況的影響。例如,由于免疫系統(tǒng)失調(diào)和高血糖水平,糖尿病性慢性傷口會(huì)在炎癥階段停滯數(shù)年,大大增加了傷口感染的可能性。然而,大多數(shù)市售的傷口敷料都是被動(dòng)的,無(wú)法提供相應(yīng)的治療。雖然有些敷料含有抗生素,但長(zhǎng)期大量使用抗生素會(huì)導(dǎo)致病原菌出現(xiàn)耐藥性。因此,針對(duì)慢性傷口護(hù)理需要開(kāi)發(fā)能夠動(dòng)態(tài)識(shí)別個(gè)體異常狀況并控制藥物釋放以降低不良反應(yīng)的治療系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)慢性傷口的最佳治療效果。目前可穿戴器件已被開(kāi)發(fā)用于傷口的生化狀況評(píng)估并可提供全天候的傷口監(jiān)測(cè)。通過(guò)結(jié)合近年來(lái)生物材料和數(shù)字健康領(lǐng)域的發(fā)展,可穿戴器件能夠?qū)崿F(xiàn)在不中斷患者日常活動(dòng)的情況下進(jìn)行局部和可控的治療。此外,與人工智能等數(shù)據(jù)分析工具相結(jié)合,可以輔助并加速治療方案的決策過(guò)程,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速的傷口護(hù)理的治療新模式。
圖1.用于傷口監(jiān)測(cè)及治療的可穿戴電子器件設(shè)計(jì)及應(yīng)用。
本文首先詳細(xì)分析了在設(shè)計(jì)針對(duì)傷口護(hù)理的可穿戴器件時(shí)所需考慮的傷口生理學(xué)特征,包括傷口微環(huán)境的生化指標(biāo)及力學(xué)等性能;然后總結(jié)了用于傷口的生物信號(hào)傳感器和智能治療系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)展,涵蓋針對(duì)溫度、壓力、阻抗、離子、小分子、核酸、蛋白及微生物等信號(hào)的監(jiān)測(cè)及基于響應(yīng)型材料的藥物遞送系統(tǒng)、電刺激療法、光動(dòng)力療法等的傷口可穿戴器件的發(fā)展及應(yīng)用。文章還討論了集成性閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,展望了將無(wú)線通信系統(tǒng)和人工智能等先進(jìn)數(shù)據(jù)分析工具應(yīng)用于個(gè)性化傷口護(hù)理的新的治療范式。最后討論了用于傷口護(hù)理的可穿戴生物電子器件的未來(lái)前景和挑戰(zhàn)。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202111022
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