Băng thông minh đo khả năng chữa lành vết thương thông qua RFID

Cho đến nay, Fraboni cho biết, "Nhóm nghiên cứu đã phát triển một loạt băng với các lớp khác nhau và đặc tính hấp thụ khác nhau", có thể khác nhau tùy thuộc vào vết thương cụ thể và yêu cầu chữa lành của mỗi người. Ví dụ, quá trình chữa lành vết bỏng và vết mổ. Quá trình chữa lành vết bỏng cần một ít nước và độ ẩm trong vết mổ có thể cho thấy khả năng bị nhiễm trùng.
Flaboni giải thích: “Ý tưởng của chúng tôi là mọi loại vết thương đều có thể có cách băng phù hợp riêng, từ những vết thương tiết dịch chậm đến những vết thương tiết dịch nhiều”. Điều trị vết thương truyền thống thường đòi hỏi bác sĩ và bệnh nhân phải trải qua quá trình phá hủy vết thương để khám thực thể. Việc tháo băng ra khỏi vết thương thường làm rách mô đang lành và gây tổn thương thứ cấp, đồng thời việc kiểm tra này cũng có thể tốn thời gian của bệnh nhân. Họ thường cần đến bác sĩ để kiểm tra vết thương.
Do đó, nhóm nghiên cứu cam kết xây dựng một giải pháp bao gồm hàng dệt thông minh không dây. Băng được làm bằng vật liệu nhiệt điện linh hoạt gọi là poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS), được in lụa trên gạc và có thể được sử dụng để xác định Thay đổi độ ẩm. Chip RFID được kết nối với hai ăng-ten xuyên qua lớp vải. Công việc thiết kế và kỹ thuật của nhóm liên quan đến việc sử dụng một lớp vật liệu mà khi phát hiện thấy độ ẩm, nó có thể hấp thụ và loại bỏ chất lỏng để lần đọc tiếp theo có thể phản ánh trạng thái độ ẩm hiện tại.
Hệ thống băng thông minh giám sát các thay đổi trở kháng dựa trên phản hồi đối với việc thẩm vấn của đầu đọc RFID. Sự thay đổi trở kháng phụ thuộc vào trạng thái khô và ướt của anten. Nhóm nghiên cứu đã thiết kế hệ thống để điều chỉnh cài đặt của đầu đọc theo trở kháng để phát hiện các giá trị cảm biến phù hợp nhằm đạt được khả năng chữa lành tốt nhất theo các vết thương khác nhau.
Fraboni nhớ lại rằng bước đầu tiên trong việc phát triển hệ thống là lựa chọn vật liệu. Họ muốn các vật liệu này tương thích sinh học, dùng một lần và rẻ.
Và PEDOT:PSS có thể đáp ứng các yêu cầu này vì nó có thể được in lụa trên hai loại gạc khác nhau là gạc nhân tạo và gạc PET. Vật liệu này giúp giảm chi phí sản xuất tiềm năng và các yêu cầu năng lượng liên quan đến sản xuất, đồng thời được in ở giữa miếng gạc dưới dạng sợi, trong khi hai sợi dẫn điện bằng thép không gỉ được khâu trên lớp phủ dẫn điện để sử dụng làm ăng-ten RFID. Chip RFID sử dụng số ID duy nhất để mã hóa và đầu đọc sẽ truyền số ID khi được yêu cầu.
Fraboni giải thích thêm rằng nếu công nghệ này có thể được in trực tiếp trên gạc, nó có thể giảm chi phí sản xuất và tác động đến môi trường. Ví dụ, quy trình sản xuất tiêu chuẩn để đưa chip bán dẫn vào thiết bị cảm biến cũng như các hóa chất và năng lượng được sử dụng đều có thể bị loại bỏ.

Trong một ứng dụng điển hình, bác sĩ có thể băng vết thương cho bệnh nhân, sau đó bệnh nhân mang theo đầu đọc UHF RFID cầm tay thuê có chương trình cơ sở và các cài đặt dành riêng cho vết thương khi bệnh nhân về nhà. Bằng cách này, ngưỡng tương ứng có thể được đặt theo nhu cầu khác nhau của từng bệnh nhân và cảnh báo sẽ được gửi đến bác sĩ nếu vượt quá ngưỡng.
Bệnh nhân được hướng dẫn thẩm vấn thẻ RFID được tích hợp trong băng theo các khoảng thời gian cụ thể (ví dụ: cứ sau 8 giờ). Dữ liệu sẽ được đầu đọc ghi lại và có thể hiển thị trên màn hình thiết bị của bệnh nhân, đồng thời cũng có thể được truyền đến bác sĩ liên quan thông qua kết nối di động. Số ID duy nhất của băng được liên kết với bệnh nhân và các chỉ số cảm biến dựa trên trở kháng, có thể cung cấp cho bác sĩ thông tin để cho biết vết thương của bệnh nhân đã lành như thế nào.
Fraboni cho biết, mặc dù trên thị trường đã có một số hệ thống RFID có thể phát hiện mức độ ẩm trong các ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như theo dõi tã lót trong môi trường bệnh viện và phát hiện rò rỉ trong hệ thống ô tô, nhưng băng thông minh được thiết kế để nhạy hơn và có thể phát hiện độ ẩm từ 5 đến A ở mức 20 microlit.
Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu các nguyên mẫu. Kế hoạch là xây dựng các cảm biến trở kháng độ ẩm trực tiếp vào băng thương mại để cung cấp khả năng quản lý quá trình lành vết thương. Dự kiến, nguyên mẫu tiếp theo sẽ có phiên bản NFC của băng có thể được truy vấn thông qua điện thoại thông minh. Các nhà nghiên cứu hy vọng có thể hợp tác với các công ty công nghệ để đưa sản phẩm ra thị trường thương mại.