Τα διαβητικά έλκη, τα οποία εμφανίζονται σε ασθενείς με διαβήτη, είναι επικίνδυνες επιπλοκές που μπορούν να οδηγήσουν σε ακρωτηριασμό εάν χαθεί το χρονικό παράθυρο θεραπείας. Μια ερευνητική ομάδα ανέπτυξε ένα ασύρματο, οπτοηλεκτρονικό, πολυτροπικό επίθεμα αισθητήρα χωρίς μπαταρία για τη διαχείριση του διαβητικού έλκους. Μπορεί να παρακολουθεί την κατάσταση του τραύματος σε πραγματικό χρόνο.
Πώς λειτουργεί το έξυπνο επίθεμα τραύματος
Το επίθεμα συνδυάζει έναν οπτοηλεκτρονικό αισθητήρα, ο οποίος μπορεί να μετρήσει ταυτόχρονα πολλαπλούς τύπους βιολογικών πληροφοριών, με έναν λειτουργικό επίδεσμο. Μπορεί να αναλύσει τη συγκέντρωση γλυκόζης, την οξύτητα (pH, έναν δείκτη συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου) και τις αλλαγές θερμοκρασίας στο σημείο του τραύματος σε πραγματικό χρόνο, και οι ασθενείς μπορούν να ελέγχουν οι ίδιοι την κατάστασή τους χρησιμοποιώντας ένα smartphone.
Επίδεσμος με αλλαγή χρώματος για έγκαιρη προειδοποίηση
Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Διακεκριμένο Καθηγητή Inkyu Park του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών, μέσω κοινής έρευνας με τον Καθηγητή Ji-Hwan Ha του Εθνικού Πανεπιστημίου Hanbat, τον ερευνητή Junho Jeong του Κορεατικού Ινστιτούτου Μηχανημάτων και Υλικών και τον Καθηγητή Wei Gao του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνια (Caltech) στις Ηνωμένες Πολιτείες, κατασκεύασε έναν λειτουργικό επίδεσμο από νανοΐνες χρησιμοποιώντας ηλεκτροϊνοποίηση, μια μέθοδο που χρησιμοποιεί ηλεκτρικό πεδίο για να δημιουργήσει ίνες πολύ λεπτότερες από μια ανθρώπινη τρίχα.
Το επίθεμα αλλάζει χρώμα ως απόκριση στην αυξημένη γλυκόζη και στις αλλαγές στην οξύτητα που εμφανίζονται σε τραύματα διαβητικού ποδιού. Με άλλα λόγια, εάν η κατάσταση του τραύματος επιδεινωθεί, το χρώμα του επιδέσμου αλλάζει, επιτρέποντας τον εύκολο έλεγχο των σημάτων κινδύνου με γυμνό μάτι. Μέσω αυτού, τα μη φυσιολογικά σημάδια που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέκρωση ιστών μπορούν να ανιχνευθούν και να παρακολουθηθούν για μεγάλα χρονικά διαστήματα με μη επεμβατικό τρόπο, δηλαδή χωρίς να κοπεί το δέρμα ή να αφαιρεθεί αίμα.
Οπτοηλεκτρονική και ασύρματη ισχύς πίσω από αυτό
Η ερευνητική ομάδα συνδύασε το επίθεμα με ένα οπτοηλεκτρονικό σύστημα για να βελτιώσει την διαγνωστική ακρίβεια. Μια δίοδος εκπομπής φωτός (LED, μια ημιαγωγική συσκευή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε φως) ενσωματωμένη στο έμπλαστρο και μια φωτοδίοδος, ένας ημιαγωγός αισθητήρας που ανιχνεύει το φως, μετρούν την αλλαγή χρώματος του επιδέσμου ως ανακλαστικότητα φωτός και στη συνέχεια το μετατρέπουν σε ηλεκτρικό σήμα.
Αυτό παρέχει πιο ακριβή και σταθερά δεδομένα από την συνηθισμένη απεικόνιση με κάμερα, επειδή επηρεάζεται λιγότερο από τις αλλαγές στον περιβάλλοντα φωτισμό.
Συγκεκριμένα, το επίθεμα λειτουργεί χωρίς ξεχωριστή μπαταρία εφαρμόζοντας ένα εύκαμπτο κύκλωμα που βασίζεται στην επικοινωνία κοντινού πεδίου (NFC), μια ασύρματη τεχνολογία επικοινωνίας που ανταλλάσσει δεδομένα σε μικρές αποστάσεις.
Όταν ένα smartphone τοποθετείται κοντά στον αισθητήρα, το επίθεμα λαμβάνει ασύρματα ισχύ και λειτουργεί, μεταδίδοντας τα μετρούμενα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Με άλλα λόγια, οι ασθενείς και το ιατρικό προσωπικό μπορούν να ελέγχουν και να ανταποκρίνονται άμεσα στις παθήσεις του τραύματος χρησιμοποιώντας μόνο μια εφαρμογή smartphone, χωρίς ξεχωριστό πολύπλοκο εξοπλισμό.
Πιθανός αντίκτυπος για τη φροντίδα του διαβήτη
Η τεχνολογία που αναπτύχθηκε σε αυτή τη μελέτη έχει υψηλή κλινική αξία επειδή παρέχει τόσο διαισθητικά οπτικά σήματα όσο και ποσοτικά ηλεκτρονικά δεδομένα, χωρίς να επιβάλλει καμία φυσική επιβάρυνση στους ασθενείς. Αναμένεται επίσης να συμβάλει στη βελτίωση της ποιότητας ζωής των ασθενών με διαβήτη, επιτρέποντας τη συνεχή διαχείριση του τραύματος χωρίς επαναλαμβανόμενες δειγματοληψίες αίματος.
Ο διακεκριμένος καθηγητής Inkyu Park δήλωσε: «Έρευνα που άρχισε να μειώνει τον πόνο των διαβητικών ασθενών που πρέπει να τρυπούν τα δάχτυλά τους με βελόνα κάθε μέρα οδήγησε σε μια τεχνολογία για την προληπτική διάγνωση επιπλοκών.
Αυτή η τεχνολογία θα γίνει μια βασική πλατφόρμα τεχνολογίας που μπορεί να επεκταθεί στο μέλλον σε διαγνωστικές τεχνολογίες χωρίς αίμα, όχι μόνο για τον διαβήτη αλλά και για διάφορες χρόνιες ασθένειες».
Σε αυτή τη μελέτη, ο Δρ. Seokjoo Cho του KAIST και ο καθηγητής Ji-Hwan Ha του Εθνικού Πανεπιστημίου Hanbat συμμετείχαν ως συν-πρώτοι συγγραφείς. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Advanced Functional Materials.
Νέα θεραπεία για διαβητικά τραύματα μετατρέπει τα κύτταρα σε επισκευαστές – Γλυκούλι
