Розумний бандаж вимірює загоєння ран за допомогою RFID

Наразі Фрабоні сказав: «Команда розробила серію пов’язок із різними шарами та різними характеристиками поглинання», які можуть відрізнятися залежно від конкретної рани людини та вимог до загоєння. Наприклад, процес загоєння опіків і хірургічних розрізів. Процес загоєння опіків вимагає трохи води, а вологість у хірургічному розрізі може свідчити про наявність потенційної інфекції.
«Наша ідея полягає в тому, що для кожного типу рани може бути своя відповідна пов’язка, — пояснив Флабоні, — від ран із повільним виділенням до ран із інтенсивним виділенням». Традиційна обробка ран зазвичай потребує лікарів, а пацієнт проходить деструктивний процес розбирання рани для фізичного огляду. Зняття пов’язки з рани зазвичай розриває тканину, що загоюється, і спричиняє вторинне пошкодження, і це обстеження також може зайняти багато часу для пацієнта. Зазвичай їм потрібно звернутися до лікаря, щоб оглянути рану.
Тому дослідницька група прагне розробити рішення, яке включатиме бездротові розумні тканини. Пов’язка виготовлена ​​з гнучкого термоелектричного матеріалу під назвою полі(3,4-етилендіокситіофен) полістиролсульфонат (PEDOT:PSS), який нанесено трафаретним друком на марлю та може використовуватися для визначення змін у вологості. Чіп RFID підключений до двох антен, які проходять через тканину. Розробка та інженерна робота команди передбачає використання шару матеріалу, який після виявлення вологи може поглинати та видаляти рідину, щоб наступне зчитування могло відображати поточний стан вологості.
Система розумних бандажів відстежує зміни імпедансу на основі відповіді на запит зчитувача RFID. Зміна імпедансу залежить від сухого і вологого стану антени. Дослідницька група розробила систему для налаштування налаштувань зчитувача відповідно до опору для визначення відповідних значень датчика для досягнення найкращого загоєння відповідно до різних ран.
Фрабоні нагадав, що першим кроком у розробці системи був вибір матеріалів. Вони хотіли, щоб матеріали були біосумісними, одноразовими та дешевими.
І PEDOT:PSS може відповідати цим вимогам, оскільки він може бути нанесений трафаретним друком на двох різних типах марлі - штучної марлі та ПЕТ-марлі. Цей матеріал знижує потенційні витрати на виробництво та потреби в енергії, пов’язані з виробництвом, і друкується в середині марлі у вигляді нитки, тоді як дві провідні нитки з нержавіючої сталі пришиті до провідного покриття, яке буде використовуватися як антена RFID. Чіп RFID використовує унікальний ідентифікаційний номер для кодування, і зчитувач передасть ідентифікаційний номер за запитом.
Крім того, Фрабоні пояснив, що якщо цю технологію можна надрукувати безпосередньо на марлі, це може зменшити витрати на виробництво та вплив на навколишнє середовище. Наприклад, можна скасувати стандартний виробничий процес осадження напівпровідникових мікросхем у сенсорне обладнання, а також використані хімікати та енергію.

У типовому застосуванні лікар може накласти пов’язку на рану пацієнта, а потім пацієнт приносить орендований портативний зчитувач UHF RFID із мікропрограмою та налаштуваннями, специфічними для рани, коли пацієнт йде додому. Таким чином можна встановити відповідний поріг відповідно до різних потреб кожного пацієнта, і в разі перевищення порогу лікарю надсилатиметься тривога.
Пацієнта інструктують перевіряти RFID-мітку, вбудовану в пов’язку, через певні проміжки часу (наприклад, кожні вісім годин). Дані будуть зафіксовані зчитувачем і можуть відображатися на екрані пристрою пацієнта, а також можуть бути передані відповідному лікарю через стільниковий зв’язок. Унікальний ідентифікаційний номер пов’язки пов’язано з пацієнтом і показаннями датчика на основі імпедансу, які можуть надати лікареві інформацію про те, як зажила рана пацієнта.
Фрабоні сказав, що хоча на ринку вже є деякі системи RFID, які можуть визначати рівень вологості в певних додатках, таких як моніторинг пелюшок у лікарняних середовищах і виявлення витоків в автомобільних системах, розумні пов’язки розроблені як більш чутливі та можуть визначати рівень вологості від 5 до 20 мікролітрів.
Зараз дослідники працюють над прототипами. Планується вбудувати датчики імпедансу вологості безпосередньо в комерційні пов’язки, щоб забезпечити загоєння ран. Очікується, що наступний прототип включатиме NFC-версію бандажа, яку можна запитати через смартфон. Дослідники сподіваються співпрацювати з технологічними компаніями, щоб вивести продукти на комерційний ринок.