Эта электронная повязка стерилизует раны вспышками света

Врач перевязывает голову маленького мальчика в больнице. Новые электронные повязки вскоре смогут обеспечить отсутствие антибиотиков и защитить раны от микробов во время их заживления.

ER Productions Ltd./DigitalVision/Getty Images Plus

Кэти Грейс Карпентер

25 августа 2023 г., 6:30 утра

Новая электронная повязка убивает микробы вспышками света. И хорошая новость: антибиотики не нужны.

Повязка, оснащенная крошечными светодиодными лампочками, излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне C или UVC. Врачи и стоматологи часто используют этот мощный свет для очистки медицинского оборудования. Но стерилизовать раны УФ-излучением оказалось не так-то просто. Большое препятствие: энергия. Светящаяся повязка нуждается в силе. Обычно для этих повязок нужна батарейка. (В противном случае их придется подключить.)

Но новый бандаж, работающий на основе беспроводной технологии, не нуждается в громоздких батареях. Это позволяет устройству удобно и гибко устанавливаться. Это также означает, что меньше использованных батарей попадает в мусор, где они могут выделять химические вещества, наносящие вред окружающей среде.

Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Science News Explores в учебной среде.

Спасибо за регистрацию!

Возникла проблема с вашей регистрацией.

Электричество поступает на новую повязку от «питающей катушки» — куска ткани, пронизанного медными проводами. Электрические зубные щетки получают энергию аналогичным образом, когда они находятся в зарядных устройствах. «Это тот же принцип», — говорит Стивен Биби. Он изучает материаловедение в Университете Саутгемптона в Англии. Его группа создала новую повязку.

Эта команда не изобретала беспроводную энергию или светоизлучающие повязки. Но это первый раз, когда их используют вместе, отмечает его коллега Махмуд Вагих. Он изучает экологически чистую электронику в Университете Глазго в Шотландии. «Это первый случай, когда кто-то разработал полностью беспроводную УФ-антибактериальную систему», — говорит он.

Их команда описала свою работу в майском выпуске журнала IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems.

Беспроводное питание делает УФ-бинты более практичными. Их свет заменяет антибиотики, обычно используемые для уничтожения микробов. А наличие вариантов ухода за ранами без антибиотиков – это большое дело.

Антибиотики спасают жизни. Но их длительное использование приносит проблемы. Многие бактерии приспособились выживать в присутствии антибиотиков. Только в Соединенных Штатах ежегодно более 2,8 миллиона человек заболевают инфекциями, устойчивыми к антибиотикам. (Более 35 000 из них умирают.) Так называемые «супербактерии», стоящие за этими инфекциями, могут привести к незаживающим ранам. Люди с определенными заболеваниями, такими как диабет или рак, подвергаются наибольшему риску возникновения таких долговременных ран.

Технические достижения, такие как новая повязка, могут помочь решить эту проблему.

Внешне новая повязка не выглядит такой уж новой, признает Биби. Но внутри спрятана катушка — гибкая полоска электроники со светодиодами. Эта катушка излучает свет.

«Когда придет время наложить на рану чистую повязку, просто выньте электронную катушку и вставьте ее в новую тканевую повязку», — говорит Биби. Вы выбрасываете старую повязку, но не электронику. Думайте об этой тканевой повязке как о «своего рода транспортном средстве для электроники», объясняет он.

После наложения повязки периодически просвечивают поверхность раны ультрафиолетом. Эти высокоэнергетические лучи уничтожают любые скрывающиеся микробы.

Команда проверяла способность своего устройства убивать микробы в чашке Петри более шести часов. Они подвергали бактерии воздействию УФ-излучения повязки разного уровня. Свет более низкой интенсивности остановил размножение бактерий. Более высокие уровни интенсивности убивали микробы.

По словам Биби, врач может даже адаптировать повязку к ране. Например, глубокая рана может потребовать более интенсивных вспышек, чем неглубокая инфекция.

Амирхоссейн Хаджиагаджани изучает беспроводную энергию в Калифорнийском университете в Ирвайне. Он видит потенциал в этой новой повязке, но также и некоторые препятствия на пути ее широкого использования. Главное из этих препятствий: относительно небольшой радиус действия устройства.