Un team di ingegneri guidati dalla Tufts University ha sviluppato un prototipo di benda progettata per monitorare attivamente le condizioni delle ferite croniche e fornire trattamenti farmacologici appropriati per migliorare le possibilità di guarigione. Mentre le bende testate in laboratorio restano da valutare in un contesto clinico, la ricerca, pubblicato oggi sulla rivista Piccolo , ha lo scopo di trasformare il bendaggio da un trattamento tradizionalmente passivo in un paradigma più attivo per affrontare una sfida medica persistente e difficile.

Ferite cutanee croniche da ustioni, diabete, e altre condizioni mediche possono sopraffare le capacità rigenerative della pelle e spesso portare a infezioni e amputazioni persistenti. Con l'idea di fornire un aiuto al processo di guarigione naturale, i ricercatori hanno progettato le bende con elementi riscaldanti e vettori di farmaci termosensibili in grado di fornire trattamenti su misura in risposta a sensori di pH e temperatura incorporati che tracciano l'infezione e l'infiammazione.

Le ferite croniche che non guariscono sono un problema medico significativo:quasi il 15% dei beneficiari di Medicare richiede un trattamento per almeno un tipo di ferita o infezione cronica a un costo annuo stimato di 28 miliardi di dollari, secondo una ricerca pubblicata su Value in Health. I pazienti sono spesso più anziani, non deambulatorio, e limitate nella loro capacità di prendersi cura di sé, tuttavia, le ferite che non guariscono sono generalmente trattate in un ambiente ambulatoriale oa casa. Le bende intelligenti potrebbero fornire il monitoraggio e l'erogazione del trattamento in tempo reale con un intervento limitato da parte del paziente o degli operatori sanitari.

"Siamo stati in grado di adottare un nuovo approccio alle bende grazie all'emergere dell'elettronica flessibile, " disse Sameer Sonkusale, dottorato di ricerca professore di ingegneria elettrica e informatica presso la School of Engineering della Tufts University e corrispondente coautore dello studio. "Infatti, l'elettronica flessibile ha reso possibili molti dispositivi medici indossabili, ma le bende sono cambiate poco dagli inizi della medicina. Stiamo semplicemente applicando la tecnologia moderna a un'arte antica nella speranza di migliorare i risultati per un problema intrattabile".

Il pH di una ferita cronica è uno dei parametri chiave per monitorarne l'andamento. Le ferite che guariscono normalmente rientrano nell'intervallo di pH da 5,5 a 6,5, mentre le ferite infette che non guariscono possono avere un pH ben al di sopra di 6,5. Anche la temperatura è un parametro importante, fornendo informazioni sul livello di infiammazione all'interno e intorno alla ferita. Mentre le bende intelligenti in questo studio combinano sensori di pH e temperatura, Sonkusale e il suo team di ingegneri hanno anche sviluppato sensori flessibili per l'ossigenazione, un altro indicatore di guarigione, che possono essere integrati nella benda. L'infiammazione potrebbe anche essere monitorata non solo dal calore, ma anche da specifici biomarcatori.

Un microprocessore legge i dati dai sensori e può rilasciare il farmaco su richiesta dai suoi vettori riscaldando il gel. L'intera struttura è attaccata a un nastro medico trasparente per formare una benda flessibile di spessore inferiore a 3 mm. I componenti sono stati selezionati per mantenere la fasciatura a basso costo e usa e getta, ad eccezione del microprocessore, che può essere riutilizzato.

"La benda intelligente che abbiamo creato, con sensori di pH e temperatura e somministrazione di farmaci antibiotici, è davvero un prototipo per una vasta gamma di possibilità, " ha detto Sonkusale. "Si può immaginare di incorporare altri componenti di rilevamento, droghe, e fattori di crescita che trattano condizioni diverse in risposta a diversi marcatori di guarigione".

Le bende intelligenti sono state create e testate con successo in condizioni in vitro. Sono ora in corso studi preclinici per determinare i loro vantaggi clinici in vivo nel facilitare la guarigione rispetto ai tradizionali bendaggi e prodotti per la cura delle ferite.