ضمادة ذكية تكتشف العدوى قبل أيام من ظهورها.. كيف تعمل؟

تقوم ضمادة "iCares" من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بالولايات المتحدة بأخذ عينات من السوائل وتتبع المؤشرات الحيوية للجروح للكشف المبكر عن العدوى والتنبؤ بنتائج الشفاء، بحسب تقرير للمعهد في موقع "سايتك ديلي".

يعمل أستاذ الهندسة الطبية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، وي جاو، وفريقه على تطوير ضمادة ذكية من الجيل التالي - "مختبر على الجلد" - يمكنها مساعدة المرضى ومقدمي الرعاية على مراقبة الجروح المزمنة، وتقديم العلاج، وتسريع الشفاء.

وبحسب التقرير الذي ترجمته "عربي21"، فإن الضمادة صُممت للجروح والخدوش والحروق التي تلتئم ببطء، وتهدف إلى تتبع صحة الجروح ودعم التعافي بشكل فعال.

اظهار أخبار متعلقة

في عام 2023، حقق فريق جاو إنجازا هاما بإثبات قدرة ضمادتهم الذكية على جمع بيانات آنية من الجروح المزمنة في نماذج حيوانية. كما ساعدت في تسريع الشفاء من خلال تقديم علاجات موجهة، مثل الأدوية أو التحفيز الكهربائي، لتشجيع تجديد الأنسجة.

ويلفت التقرير إلى أن غاو وزملاءه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وكلية كيك للطب بجامعة جنوب كاليفورنيا، أحرزوا تقدما ملحوظا في أبحاثهم.

فقد اختبروا نسخة مُحسّنة من الضمادة، تُسمى iCares، على 20 مريضا يعانون من جروح مزمنة ناجمة عن حالات مثل داء السكري أو ضعف الدورة الدموية. وقد نجح الجهاز المُحدّث في أخذ عينات من السوائل المُنتجة أثناء الاستجابة الالتهابية للجسم بشكل مستمر. كما قام الفريق بتقييم مرضى إضافيين قبل الجراحة وبعدها لدراسة التطبيقات السريرية الأوسع للضمادة.

تعمل الضمادة الذكية، المُجهزة بثلاثة مكونات ميكروفلويدية [موائع دقيقة] مختلفة - وهي عبارة عن وحدات مُصغّرة تُوجّه السوائل وتُتحكم في تدفقها - على إزالة الرطوبة الزائدة من الجروح مع توفير بيانات آنية حول المؤشرات الحيوية الموجودة، حسب التقرير.

وقال غاو، الباحث في معهد هيريتيج للأبحاث الطبية أيضا: "تزيل تقنياتنا المبتكرة في الموائع الدقيقة الرطوبة من الجرح، مما يساعد على التئامه. كما تضمن أن تكون العينات التي تُحللها الضمادة طازجة، وليست مزيجا من سوائل قديمة وجديدة. للحصول على قياسات دقيقة، نحتاج فقط إلى أخذ عينات من أحدث السوائل في موقع الجرح. بهذه الطريقة، يُمكن لـ iCares مراقبة المؤشرات الحيوية المهمة للالتهاب والعدوى في الوقت الفعلي".

في الواقع، في ورقة بحثية جديدة نُشرت في مجلة Science Translational Medicine، أظهر غاو وزملاؤه أن الضمادة الذكية قادرة على اكتشاف جزيئات مثل أكسيد النيتريك، وهو مؤشر على الالتهاب، وبيروكسيد الهيدروجين، وهو مؤشر حيوي للعدوى، قبل يوم إلى ثلاثة أيام من ظهور الأعراض على المرضى.

اظهار أخبار متعلقة

في تطور آخر، طور الفريق خوارزمية تعلم آلي يمكنها تصنيف جروح المرضى بنجاح والتنبؤ بوقت الشفاء بدقة تُضاهي دقة الطبيب الخبير.

تتكون الضمادة من شريط بوليمر مرن ومتوافق حيويا، ويمكن طباعته بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بتكلفة منخفضة. وتدمج مصفوفة مستشعرات حيوية مُهندسة نانويا، وهي قابلة للاستخدام مرة واحدة لأغراض النظافة الشخصية والتطبيقات ذات الاستخدام الواحد. كما يتضمن النظام لوحة دوائر مطبوعة قابلة لإعادة الاستخدام، تتولى معالجة الإشارات ونقل البيانات لاسلكيا إلى واجهة مستخدم، مثل الهاتف الذكي.

تتضمن مجموعة وحدات الموائع الدقيقة الثلاثية داخل جهاز "iCares" غشاء يمتص سائل الجرح من سطحه، ومكونا مستوحى من علم الأحياء ينقل السائل عبر الجهاز إلى مصفوفة مستشعرات حيث يتم تحليله، ووحدة عمود دقيق تحمل السائل الذي تم فحصه إلى الجزء الخارجي من الضمادة.