A revolucionária bandagem inteligente monitora feridas e oferece terapia direcionada para uma cura mais rápida

• O curativo inteligente pode monitorar as condições de feridas crônicas e administrar medicamentos apropriados. 
• Possui sensores de pH, temperatura e oxigênio fabricados em papel manteiga.
• Todos os componentes são selecionados para manter o custo baixo. 

Feridas crônicas que não cicatrizam, como pedras no leito e pé diabético, afetam mais de 6,5 milhões de americanos todos os anos. De acordo com uma pesquisa, custa mais de 25 mil milhões de dólares para tratar estas feridas anualmente, e está a aumentar todos os anos devido ao aumento dos níveis de diabetes e obesidade na população idosa.

Os tratamentos existentes são genéricos, trabalhosos e bastante caros. Na maioria das vezes, eles dependem de limpeza típica, oxigenoterapia, desbridamento (remoção de tecidos danificados) ou administração sistêmica de antibióticos. Os curativos disponíveis em hospitais e clínicas – hidrocolóides, espumas, hidrogéis, alginato e muito mais – não são muito eficazes.

Portanto, pesquisadores da Universidade Tufts construíram um curativo inteligente para monitorar regularmente a condição de feridas crônicas e administrar medicamentos adequados para aumentar as chances de cura. O protótipo visa transformar o tratamento convencional com bandagens passivas em um paradigma eficiente para enfrentar difíceis desafios médicos.

Componentes da bandagem inteligente

Para auxiliar no processo de cura natural, a equipe desenvolveu o curativo com elementos de aquecimento e transportadores de medicamentos termorresponsivos, que podem transferir medicamentos adequados em resposta a sensores incorporados de temperatura e pH que monitoram infecções e inflamações.

Um curativo inteligente com microprocessador (esquerda) e módulo de cobertura de feridas (direita) | Crédito:Mike Silver/Universidade Tufts

Em contraste com as bandagens convencionais, a bandagem inteligente integra sensores (oxigênio, pH, mediadores inflamatórios), administração de medicamentos (antibióticos, oxigênio, células-tronco) e inteligência eletrônica para melhorar significativamente o processo de cicatrização, monitorando as respostas individuais e permitindo alterações adequadas à terapia. Tudo isso é feito com intervenção limitada do cuidador ou paciente.

Como funciona?

Um dos parâmetros cruciais para acompanhar o progresso de uma ferida crónica é o nível de pH. As feridas que cicatrizam normalmente têm um valor de pH entre 5,5 e 6,5, mas para feridas que não cicatrizam, o valor ultrapassa 6,5. Outro parâmetro importante é a temperatura, que fornece o nível de inflamação próximo à ferida.

O curativo inteligente possui prata em nanoescala (usada como antisséptico), sensores de pH, temperatura e oxigênio fabricados em papel pergaminho (hidrofóbico). O módulo de fornecimento de oxigênio depende da conversão catalítica de peróxido de hidrogênio em áreas depositadas de nanopartículas de dióxido de manganês.

Geração de oxigênio e patch de detecção | Cortesia de pesquisadores 

O papel hidrofóbico é biocompatível e adequado para curativos de feridas. Eles podem impedir que o peróxido de hidrogênio toque a área infectada e permitir que o oxigênio se difunda no leito da ferida.

Referência:NextFlex | Universidade Tufts

Todos os componentes da bandagem inteligente são selecionados para manter seu custo baixo. Além disso, tornaram todos os componentes descartáveis, exceto o microprocessador, que pode ser reutilizado.

Testes e aplicações

Este tipo de bandagens inteligentes tem uma variedade de possibilidades:pode ser incorporado a outros módulos de detecção, medicamentos e fatores de crescimento para tratar diferentes condições em resposta a múltiplos marcadores de cura.

O protótipo foi testado com sucesso em condições in vitro (ambiente controlado fora de um organismo vivo). A equipe está agora conduzindo estudos clínicos em condições in vivo (organismos vivos) para determinar suas vantagens em relação aos curativos convencionais.

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Eles podem enfrentar os seguintes desafios ao fazer isso:

1. Impressão de materiais heterogêneos necessários em papel pergaminho sob repetidos ciclos de dobra.
2. Integração de canais flexíveis de distribuição de microfluidos.
3. Encapsulamento apropriado de módulos elétricos.