Команда специалистов из Калифорнийского технологического института и Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии под руководством профессора медицинской инженерии Вэй Гао назвала свое изобретение iCares — это сокращение от Intelligent Care System, что можно перевести как «Интеллектуальная система ухода». Новая версия повязки успешно прошла клинические испытания на 20 пациентах с трудно заживающими ранами, которые возникли на фоне диабета и других заболеваний, связанных с нарушением кровообращения.
Главной особенностью повязки iCares стало использование микрофлюидов — миниатюрных каналов, которые могут направлять и контролировать движение жидкостей. Эти каналы отводят от раны избыток влаги, подсушивая раневую поверхность. Кроме того, они обеспечивают отбор отделяемого (так называется жидкость, которая выделяется из раны) на анализ, причем собирают исключительно свежую жидкость — это критически важно для точной оценки состояния тканей. Повязка может в реальном времени определять концентрацию в отделяемом молекул оксида азота (показатель воспаления) и перекиси водорода (маркер инфекции), причем особую ценность такому анализу придает то, что эти молекулы появляются в раневой жидкости за несколько дней до появления воспалительных симптомов у пациента.
Кроме того, исследователи разработали алгоритм машинного обучения, способный по данным, полученным с повязки, классифицировать состояние раны и прогнозировать сроки ее заживления с точностью, сопоставимой с мнением опытного врача. Это делает повязку не просто датчиком, а полноценным аналитическим инструментом, помогающим принимать решения о необходимости вмешательства или изменения терапии.
Конструкция устройства представляет собой гибкую биосовместимую полимерную ленту, доступную для дешевой 3D-печати. Она оснащена одноразовой сенсорной матрицей, чувствительной к биомаркерам воспаления и инфекции, и многоразовой электронной платой, которая обрабатывает сигналы и передает данные на мобильное устройство или другой интерфейс в режиме реального времени. Внутреннее устройство включает три микрофлюидных модуля: мембрану, всасывающую жидкость с поверхности раны; канал, доставляющий ее на сенсор; и микроструктуру, которая выводит избыток жидкости наружу.
«Умная» повязка уже применялась для заживления ран у животных, новые эксперименты подтвердили эффективность применения технологии на людях и приблизили ее полноценное внедрение в практическую медицину.
Ранее ученые вдохновились морскими звездами и создали гаджет для контроля сердечного ритма.
