「スマート包帯」は、慢性的な傷を治療する際の大きな問題を解決する可能性があります。

「スマート包帯」は、慢性的な傷を治療する際の大きな問題を解決する可能性があります。 化学

慢性的な傷を治すためには、最適な水分量を保つことが重要です。

しかし、現在、臨床医は、包帯を外さずに水分レベルを確認する方法がなく、治癒プロセスに支障をきたす可能性があります。

今回の研究では、創傷の水分量をリアルタイムで測定し、無線で送信できるスマート包帯が発表されました。

この技術は、慢性創傷の治療に役立つ可能性があります。

包帯を外さずに、傷が治っていることを確認するにはどうすればよいのでしょうか。

というのも、包帯を外すと治癒プロセスが阻害されてしまうからです。

しかし、オープンアクセスジャーナル「Frontiers in Physics」に掲載された新しい研究では、この問題を解決する技術が紹介されています。

この新しい「スマート包帯」には、センサーが搭載されており、傷口の水分レベルを非常に敏感に測定し、そのデータを近くのスマートフォンに送信することができますが、医師が包帯を外す必要はありません。

将来的には、包帯の形状や素材を変えることで、さまざまな種類の傷に合わせて微調整できるようになるかもしれません。

この技術は、医師がより簡単に、より効果的に傷をモニターするのに役立つでしょう。

慢性的な傷は、それを経験した患者にとって大きな苦痛や障害の原因となります。

そのような傷を治すのは難しく、傷の治癒に影響を与える要因は、温度、ブドウ糖濃度、酸性度など多岐にわたります。

しかし、その中でも最も重要なのが水分量です。

乾燥しすぎていると、組織は乾燥してしまい、湿りすぎていると、お風呂に入ったときのように白くシワシワになってしまうことがあります。

どちらの場合も、治癒のプロセスを妨げることになります。

しかし、医師が傷口の水分量を確認するためには、包帯を外さなければならず、デリケートな治癒組織を傷つけてしまう可能性があります。

このような問題を解決するために、最新のスマート包帯は、傷口の水分レベルを非侵襲的にモニターする方法として開発されました。

包帯には、生体適合性があり、使い捨てができ、安価であることが求められるため、素材の選択は困難を極めました。

仕組み

研究チームは、PEDOT:PSS1ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)から成る複合物という導電性ポリマーをスクリーン印刷と呼ばれる手法でガーゼに塗布し、そのガーゼを市販の包帯素材に組み込みました。

傷口の水分量が変化すると、センサーが計測する電気信号が変化するという仕組みです。

本研究の著者であるボローニャ大学のMarta Tessarolo博士は、「PEDOT:PSSは有機半導体ポリマーであり、標準的なインクとして複数の基板に簡単に塗布することができます。さらに、衣類のセキュリティタグに使われているような、安価で使い捨て可能な包帯型のRFIDタグを繊維パッチに組み込みました。このタグは、水分レベルのデータをスマートフォンとワイヤレスで通信できるので、医療スタッフは包帯の交換時期を知ることができます。」と述べています。

研究者たちは、この包帯をテストするために、人工的な傷口の滲出液(傷口からしみ出る液体)にさらしたり、さまざまな包帯の素材や形状を試したりしました。

その結果、この包帯は非常に感度が高く、乾いた状態、湿った状態、飽和した状態で大きく異なる値を示すことがわかり、創傷管理の貴重なツールになることが示唆されました。

ボローニャ大学のもう一人の著者であるLuca Possanzini博士は、「私たちは、さまざまな層を持ち、吸収特性や特徴が異なるさまざまな包帯を開発しました。ゆっくりと滲出してくる傷から、火傷や水ぶくれのように非常に滲出してくる傷まで、それぞれのタイプの傷に適した包帯を用意することができると考えています。しかし、この技術をさまざまなタイプの傷に適用するためには、センサーの形状をさらに最適化し、最適な治癒のための適切なセンサー値を決定する必要があります。」と述べています。

Published by Frontiers. Marta Tessarolo et al, Wireless textile moisture sensor for wound care, Frontiers in PhysicsDOI: 10.3389/fphy.2021.722173