Un patch de capteur flexible compatible Bluetooth de RMIT permet aux médecins et aux patients de voir à l'intérieur d'une plaie de guérison sans soulever le pansement, repérer les problèmes tôt et garder la récupération sur la bonne voie.
Étude: moniteur de plaie cutanée multiplexée pour les applications de point de service. Crédit d'image: New Africa / Shutterstock.com
Des chercheurs du Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), en Australie, ont développé un dispositif de surveillance des plaies portable pour faciliter les blessures et les infections chroniques en réduisant le besoin de contacts physiques fréquents. Un rapport détaillé est publié dans Recherche nanobiomée avancée.
Sommaire
Arrière-plan
Les moniteurs de plaie portables sont des dispositifs médicaux utilisés pour la surveillance continue de la progression de la cicatrisation des plaies. Ces appareils attirent une attention considérable dans les secteurs de la santé en raison de leur capacité à fournir une grande quantité de données utiles aux professionnels de la santé et à réduire le besoin de consultations fréquentes.
Les moniteurs de plaie portables contiennent une gamme de capteurs sophistiqués et d'algorithmes complexes, qui aident à quantifier divers paramètres, notamment la température du site des plaies, l'humidité, la pression et les biomarqueurs spécifiques du lit de plaie. Ces informations aident les professionnels de la santé à évaluer les progrès de la cicatrisation des plaies et à faciliter leurs soins des plaies et la prise de décision liée au traitement.
Avec la popularité croissante des moniteurs de plaies portables, les chercheurs du RMIT ont développé un moniteur de plaie cutanée multiplexée en utilisant un «triangulé»Approche avec une technologie de capteur intégrée avancée pour suivre divers biomarqueurs et paramètres biophysiques liés à la santé des plaies et étudier comment ces paramètres interagissent les uns avec les autres.
Le dispositif de surveillance des plaies portable
Ce dispositif de surveillance des plaies flexible et réutilisable contient des biocapteurs condométriques de silicium à haute résistance (HR-SI) pour détecter les biomarqueurs inflammatoires, un capteur de pH potentiométrique et un capteur de température. Bluetooth est également incorporé pour transmettre des données à distance pour la lecture via une application pour smartphone Android (« FMM Connect»). Cela réduirait le besoin d'élimination fréquente de pansement et de contact physique avec la plaie.
Les chercheurs se sont concentrés sur deux biomarqueurs inflammatoires: l'interleukine 6 (IL-6) et la protéine C-réactive (CRP). Ces biomarqueurs jouent un rôle crucial dans la cicatrisation des plaies. L'IL-6 est libérée dans la phase initiale du traumatisme des plaies pour favoriser la réparation des tissus en libérant des cytokines pro-inflammatoires. Le CRP, à son tour, induit une destruction médiée par les phagocytes des cellules mortes et des agents pathogènes, favorisant ainsi la réparation des tissus.
Les deux autres capteurs ont été utilisés pour surveiller en continu les changements dans deux paramètres biophysiques vitaux au site de la plaie, c'est-à-dire des températures élevées indiquant une inflammation ou une infection, et des changements de pH indiquant différents stades de cicatrisation des plaies. Les seuils normaux vs anormaux pour ces paramètres ont été définis dans l'étude; Par exemple, IL-6 <45 nm et CRP <40 nm indiquent une guérison normale, tandis que l'IL-6> 45,36 nm et le CRP> 41,67 nm suggèrent une infection chronique. De même, un pH supérieur à 7,4 ou une température supérieure à 38 ° C peut indiquer une infection ou une nécrose.
Les chercheurs ont incorporé ces capteurs sur une plate-forme système sur puce activée avec Bluetooth Technology, qui interface avec une application téléphonique développée sur mesure.
Validation fonctionnelle
Les chercheurs ont testé la fonctionnalité du moniteur en simulant des conditions en laboratoire et en démontrant l'ajustement et la flexibilité en plaçant le moniteur sur un bras humain pour montrer qu'il est bien conforme à la surface courbe.
Comme les chercheurs l'ont dit, un avantage du moniteur est que ses capteurs flexibles peuvent être placés ou à côté d'une plaie sous les pansements. Leur flexibilité les rend adaptables à différentes formes de plaies et zones corporelles.
Pour la surveillance des biomarqueurs inflammatoires, les capteurs ont été immobilisés avec des anticorps CRP et IL-6, puis les antigènes CRP et IL-6, respectivement, pour des mesures spécifiques. Tout changement dans les niveaux de biomarqueurs inflammatoires en réponse au traumatisme des plaies a été indiqué par le pourcentage de variation de la résistance des capteurs, qui correspondent dans l'application aux changements respectifs des valeurs de tension en MV.
Pour la surveillance de la température, la réponse du capteur a été mesurée comme un changement de tension de sortie en un changement de température. La tension de sortie diminue avec l'augmentation de la température.
Les capteurs ont été hydratés pour la surveillance du pH afin d'améliorer l'activation de la surface et des mesures de tension de circuit ouvert ont été prises pour le capteur sur une large gamme de pH. De plus, des mesures de pH dépendantes de la température ont été effectuées, montrant que le potentiel augmente en conséquence avec l'augmentation des températures. Cela a permis à l'équipe d'évaluer l'interdépendance entre les changements de pH et les réponses des biomarqueurs.
Utilité et signification
L'étude fournit la preuve de concept d'un dispositif de surveillance des plaies portable activé avec la technologie Bluetooth sans fil. Le dispositif montre une grande efficacité dans la surveillance en continu des changements dans les niveaux de biomarqueurs inflammatoires, le pH et la température au site de la plaie, qui sont essentiels pour comprendre la progression de la cicatrisation des plaies.
Environ 500 000 Australiens sont touchés par des blessures chroniques, qui coûtent collectivement au système national des soins de santé environ 3 milliards de dollars chaque année. À l'échelle mondiale, le problème affecte des millions de patients.
Cet appareil à faible coût pourrait être une alternative plus pratique aux bandages intelligents jetables et à d'autres produits de santé numérique. Il pourrait relever un défi de santé généralisé, en particulier pour les patients souffrant de blessures chroniques. Le module électronique est réutilisable, tandis que les capteurs HR-SI et PH sont conçus pour être remplacés par chaque changement de pansement.
La technologie des capteurs basée sur HR-SI utilisée dans l'appareil a déjà été appliquée à d'autres dispositifs médicaux pour détecter plusieurs biomarqueurs.
Dans l'ensemble, l'étude met en évidence l'applicabilité de l'appareil dans la surveillance à distance des phases de la cicatrisation des plaies en temps réel. Comme les chercheurs ont mentionné, les études futures pourraient viser à développer une application numérique réglée individuellement sur chaque capteur, offrant une visualisation des données avec une interface utilisateur améliorée.
Les auteurs notent également que l'approche pourrait être adaptée pour d'autres applications de diagnostic de point de service en intégrant des capteurs de biomarqueurs supplémentaires.
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