Inteligentny bandaż mierzy gojenie ran za pomocą technologii RFID

Europejscy badacze opracowali inteligentny bandaż wyposażony w technologię RFID, przeznaczony do bezprzewodowego przesyłania danych na temat procesu gojenia się ran na podstawie poziomu wilgotności, zmniejszając w ten sposób potrzebę zdejmowania opatrunków pacjenta i fizycznego sprawdzania rany.
Ten inteligentny bandaż został opracowany przez naukowców z Uniwersytetu w Bolonii we Włoszech. Składa się z materiałów wykrywających wilgoć, wbudowanego chipa RFID UHF, anteny wplecionej w bandaż i gotowego czytnika RFID wykorzystującego pomiar impedancji. Poziom wilgotności określany jest poprzez transmisję RFID. Aby poznać stan zdrowia rany.
Zespół badawczy opracowuje prototypy, które można wydrukować w 3D i wbudować w komercyjne bandaże. Naukowcy przetestowali także system wykorzystujący technologię NFC, dzięki czemu użytkownicy mogą używać smartfonów do bezprzewodowego przechwytywania danych bez konieczności stosowania dedykowanego czytnika RFID.
Beatrice Fraboni, profesor fizyki na Uniwersytecie w Bolonii, powiedziała, że ​​w dłuższej perspektywie zespół badawczy ma nadzieję nawiązać współpracę z firmami technologicznymi w celu komercjalizacji rozwiązania i uzyskania zgody na rozpoczęcie leczenia na prawdziwych pacjentach. przeprowadzić testy.

Jak dotąd Fraboni powiedział: „Zespół opracował serię bandaży o różnych warstwach i różnych właściwościach absorpcyjnych”, które mogą się różnić w zależności od konkretnych potrzeb danej osoby dotyczących rany i gojenia. Na przykład proces gojenia oparzeń i nacięć chirurgicznych. Proces gojenia oparzeń wymaga pewnej ilości wody, a wilgoć w nacięciu chirurgicznym może wskazywać na istnienie potencjalnej infekcji.
„Nasz pomysł jest taki, że każdy rodzaj rany może mieć swój własny, odpowiedni opatrunek” – wyjaśnił Flaboni, „od ran z wolnym wysiękiem po rany z dużym wysiękiem”. Tradycyjne leczenie ran wymaga zwykle zaangażowania lekarzy i pacjenta poddawanego destrukcyjnemu procesowi rozbierania rany w celu przeprowadzenia badania fizykalnego. Usunięcie opatrunku z rany zazwyczaj rozdziera gojącą się tkankę i powoduje wtórne uszkodzenia, a badanie to może być również czasochłonne dla pacjenta. Zwykle muszą udać się do lekarza, aby zbadać ranę.
Dlatego zespół badawczy jest zaangażowany w zbudowanie rozwiązania obejmującego bezprzewodowe inteligentne tekstylia. Bandaż wykonany jest z elastycznego materiału termoelektrycznego zwanego poli(3,4-etylenodioksytiofenem) sulfonianem polistyrenu (PEDOT:PSS), który jest drukowany metodą sitodruku na gazie i może być używany do identyfikacji zmian wilgotności. Chip RFID jest podłączony do dwóch anten przechodzących przez tkaninę. Prace projektowe i inżynieryjne zespołu obejmują zastosowanie warstwy materiału, który po wykryciu wilgoci może wchłonąć i usunąć ciecz, dzięki czemu następny odczyt będzie odzwierciedlał aktualny stan wilgoci.
Inteligentny system bandażowy monitoruje zmiany impedancji na podstawie odpowiedzi na zapytanie czytnika RFID. Zmiana impedancji zależy od stanu suchego i mokrego anteny. Zespół badawczy zaprojektował system umożliwiający dostosowanie ustawień czytnika w zależności od impedancji w celu wykrycia odpowiednich wartości czujnika w celu uzyskania najlepszego gojenia w zależności od różnych ran.
Fraboni wspomina, że ​​pierwszym krokiem w rozwoju systemu był wybór materiałów. Chcieli, aby materiały były biokompatybilne, jednorazowe i tanie.
PEDOT:PSS może spełnić te wymagania, ponieważ można go drukować metodą sitodruku na dwóch różnych rodzajach gazy – sztucznej gazie i gazie PET. Materiał ten zmniejsza potencjalne koszty produkcji i wymagania energetyczne związane z produkcją i jest drukowany na środku gazy w postaci nici, a na powłoce przewodzącej są przyszyte dwie przewodzące nici ze stali nierdzewnej, które mają służyć jako antena RFID. Chip RFID wykorzystuje unikalny numer identyfikacyjny do kodowania, a czytnik prześle numer identyfikacyjny na żądanie.
Fraboni wyjaśnił dalej, że jeśli technologię można wydrukować bezpośrednio na gazie, może to zmniejszyć koszty produkcji i wpływ na środowisko. Można na przykład wyeliminować standardowy proces produkcyjny polegający na osadzaniu chipów półprzewodnikowych w czujnikach, a także zużycie środków chemicznych i energii.

W typowym przypadku lekarz może założyć bandaż na ranę pacjenta, a następnie pacjent przynosi do domu wypożyczony ręczny czytnik RFID UHF z oprogramowaniem sprzętowym i ustawieniami specyficznymi dla rany. W ten sposób można ustawić odpowiedni próg w zależności od różnych potrzeb każdego pacjenta, a w przypadku przekroczenia progu do lekarza zostanie wysłany alarm.
Pacjent jest instruowany, aby sprawdzać znacznik RFID wbudowany w bandaż w określonych odstępach czasu (na przykład co osiem godzin). Dane zostaną przechwycone przez czytnik i mogą zostać wyświetlone na ekranie urządzenia pacjenta, a także mogą zostać przesłane do odpowiedniego lekarza poprzez połączenie komórkowe. Unikalny numer identyfikacyjny bandaża jest powiązany z pacjentem i odczytami czujnika opartymi na impedancji, co może dostarczyć lekarzowi informacji wskazujących, jak rana pacjenta się zagoiła.
Fraboni powiedział, że chociaż na rynku dostępnych jest już kilka systemów RFID, które mogą wykrywać poziom wilgoci w określonych zastosowaniach, takich jak monitorowanie pieluszek w szpitalach i wykrywanie nieszczelności w systemach samochodowych, inteligentne bandaże są zaprojektowane tak, aby były bardziej czułe i mogły wykrywać poziom wilgotności od 5 do 20 mikrolitrów.
Obecnie naukowcy pracują nad prototypami. Plan zakłada wbudowanie czujników impedancji wilgoci bezpośrednio w dostępne na rynku bandaże, aby zapewnić leczenie ran. Oczekuje się, że następny prototyp będzie obejmował wersję bandaża NFC, którą można przeglądać za pomocą smartfona. Naukowcy mają nadzieję na współpracę z firmami technologicznymi w celu wprowadzenia produktów na rynek komercyjny.