日前，史丹福大學(Stanford University)發明一種無線、可穿戴式的智慧繃帶，不僅可以進行傷口環境的生理訊號監測，還可以發出電刺激，促進慢性傷口癒合，在動物試驗中發現，智慧繃帶組與使用無菌傷口敷料組相比，癒合速度快25%，增強真皮重塑(dermal remodeling)達50%，還可在傷口感染初期就發現並治療，避免併發症發生。該研究發表於《Nature Biotechnology》。
 
慢性傷口定義為8至12週內無法癒合的傷口，這些慢性傷口造成巨大的醫療保健負擔，在美國有600萬人深受其困擾。正常的傷口癒合會經歷發炎、新組織形成和重塑，每個階段都會有不同細胞遷移、活化和增殖，而當受到如糖尿病、感染、局部缺血、免疫抑制等狀況時，會使傷口的細胞增殖減少，導致慢性傷口產生。
 
目前標準護理流程是使用生長因子、細胞外基質(extracellular matrix, ECM)、人工皮膚與負壓治療等療法，但效果都一般。研究人員指出，傷口敷料是被動的，不會主動因傷口環境而變化。
 
先前研究顯示，在傷口癒合時，皮膚阻抗(skin impedance)會增加，但當傷口被感染時，因生物膜(biofilm)的形成，傷口阻抗會降低；此外，傷口局部感染發炎也會讓週邊組織溫度升高，
 
因此，史丹福大學發明無電池、柔軟的生物電子系統(bioelectronic system)，稱為「智慧繃帶」，由感測器和軟性印刷電路板(flexible printed circuit board, FPCB)組成，在與組織相接觸的介面上則運用有生物相容性的水凝膠電極構成。
 
該智慧繃帶可以即時、主動地監測皮膚阻抗以及傷口溫度，作為傷口感染發炎的警訊，還可監測pH值、含氧量、酵素活性，接著根據傷口環境進一步透過電刺激，達到減少細菌定殖、生物膜感染、改善傷口部位的組織灌流(tissue perfusion)、刺激免疫細胞功能，並運用改變趨電性來加速角質細胞(keratinocyte)遷移(migration)。
 
在切除皮層的皮膚創傷小鼠、燒傷傷口小鼠以及糖尿病傷口動物試驗中顯示，智慧繃帶治療組與無菌傷口敷料組相比，智慧繃帶可以持續監測皮膚生理訊號並提供定向的電刺激，使單核球和巨噬細胞的促再生基因(proregenerative genes)活化，加速傷口癒合、增加新血管形成和增強真皮層復原，並可顯著降低傷口感染。
 
動物試驗中也發現，由於該智慧繃帶的水凝膠具生物相容性，在與皮膚連續接觸15天，也沒有引發任何過敏反應，安全性良好。
 
研究人員指出，目前臨床上醫師仍然依靠發紅或腫脹來做為傷口感染的指標，難以在初期、生物膜形成時就提早發現感染，智慧繃帶的即時檢測可在早期發現感染，並進行治療，避免傷口進一步發生併發症。
 
參考資料：https://doi.org/10.1038/s41587-022-01528-3
 
(編譯/李林璦)