Nauka dla Społeczeństwa

05.10.2022
PL EN
15.12.2021 aktualizacja 15.12.2021

Bandaż XXI wieku

Fot. Adobe Stock Fot. Adobe Stock

Chirurgicznym robotom, komputerowym tomografiom i innym cudom medycznej techniki nadal towarzyszą prosta gaza i bandaż. Niedługo mogą je zastąpić wynalazki, które niewiele przypominają dzisiejsze opatrunki.

Przydałaby się jakaś większa zmiana od czasów starożytnego Egiptu - mówią naukowcy, którzy starają się opracować nowe sposoby ochrony ran. Bo mówiąc szczerze bawełniany bandaż czy gaza to nie jest szczyt techniki. Choć nieustannie ratują zdrowie i życie, to technologiczne raczej odstają od większości narzędzi nowoczesnej medycyny.

W badawczych laboratoriach powstają jednak opatrunki, które niemal w niczym nie przypominają dzisiejszych. Na przykład zespół z Izraelskiego Instytutu Technicznego zaprezentował niedawno wynalazek, który zastępuje chirurgiczne szwy. Opatrunek na kilka sposobów pomaga chirurgicznej ranie. Po pierwsze utrzymuje razem rozcięte wcześniej tkanki. Nie nakłada się go na ciało po operacji, ale przed nią, a chirurg rozcina go razem ze skórą. Kiedy zabieg się zakończy, zaledwie po trzech sekundach opatrunek ponownie się zamyka. To nie wszystko. Potem nieustannie monitoruje ranę - reaguje na zmiany w kwasowości, temperaturze i poziomie glukozy. W ten sposób może na przykład wykryć infekcję, a jeśli pojawią się problemy, zgłasza je prosto do komputera lekarza, a do rany uwalnia antybiotyki.

Taka opieka nad raną może odmienić los wielu pacjentów. Dotąd bowiem lekarz musiał samodzielnie sprawdzać co jakiś czas stan rany, a to oznacza, że czasami siłą rzeczy reagował z opóźnieniem. Do tego musiał ranę odsłaniać, co samo w sobie stwarza pewne ryzyko.

Futurystyczny opatrunek zbudowany jest głównie z samonaprawiającego się polimeru, dlatego wykonane w nim nacięcie szybko się zasklepia. Dodane do niego węglowe nanorurki pozwalają na przewodzenie prądu i sygnałów od umieszczonych w nim czujników. „To nowe podejście do leczenia ran. Wykorzystujemy owoce czwartej rewolucji przemysłowej - inteligentne, połączone z sobą elementy - i wprowadzamy je do codziennej opieki nad pacjentami” - mówi prof. Hossam Haick, autor pomysłu.

Podobnych wynalazków pojawia się coraz więcej.

Jeśli np. chodzi o monitorowanie stanu rany, to opatrunek stworzony przez zespół z Narodowego Uniwersytetu Singapuru mierzy jeszcze więcej parametrów - oprócz sprawdzania temperatury i pH, rozpoznaje bakterie, które mogą pojawić się w ranie i cząsteczki związane ze stanem zapalnym. Takie informacje mogą na przykład pomóc uratować nogę osobie z cukrzycą i spowodowanymi nią, niegojącymi się ranami.

Opatrunki, które samodzielnie monitorują ranę, to rozwiązanie bardzo przydatne także dla osób, które przebywają w domu. „Urządzenia do obserwacji stanu pacjenta połączone z usługami telemedycyny i techniką cyfrową mogą odegrać dużą rolę w transformacji opieki zdrowotnej i naszego społeczeństwa. Przemiany te katalizowane są prze wymogi pandemii Covid-19 i konieczność utrzymywania dystansu od innych” - mówi prof. Lim Chwee Teck, współautor pomysłu. „Nasza technologia inteligentnego bandażu to pierwszy tego typu wynalazek przeznaczony do leczenia chronicznych ran, który daje pacjentowi możliwość monitorowania swojego stanu w domu” - podkreśla ekspert.

Inteligentne opatrunki nie muszą być wypełnione elektroniką, by spełniać swoje zadania. Dobrze ilustruje to pomysł opracowany przez specjalistów z Chińskiej Akademii Nauk. Stworzony przez nich bandaż zmienia kolor z zielonego na żółty pod wpływem produkowanych przez bakterie kwasów. Spadek pH (wzrost zakwaszenia) powoduje też uwolnienie z bandaża antybiotyków. Jeśli natomiast w ranie pojawią się mikroby oporne na leki, opatrunek reaguje na produkowany przez nie specyficzny enzym i nabiera koloru czerwonego. W takim przypadku lekarz może potraktować opatrzone miejsce specjalnym światłem, co powoduje wydzielenie osłabiających bakterie reaktywnych form tlenu.

Tlen to ważny oręż w walce z bakteriami. Wykorzystują go także badacze z Washington University w St. Louis, którzy stworzyli opatrunek z hydrożelu wypełnionego wolno rozkładającymi się mikrokapsułkami. Uwalniana z nich substancja pod wpływem obecnych w ranie naturalnych enzymów produkuje tlen. Eksperymenty pokazały, że dzięki temu słabnie stan zapalny w przewlekłych ranach, a gojenie przyspiesza. „Tlen pełni dwie funkcje. Po pierwsze poprawia przeżywalność komórek w niskotlenowych warunkach cukrzycowych ran. Po drugie stymuluje komórki skóry do produkcji czynników wzrostowych potrzebnych do gojenia” - wyjaśnia prof. Jianjun Guan, autor pomysłu.

Relatywna prostota pomysłu ma znaczenie m.in. ze względu na koszty. Zwykle bowiem im bardziej złożony system, tym droższy. Inny relatywnie prosty pomysł zaprezentowali badacze z University of Toronto. Opracowali oni żel z nanokryształkami celulozy, który osłania ranę, stwarza korzystne warunki dla gojenia, a do tego pochłania jony żelaza, których potrzebują chorobotwórcze bakterie. Pod wpływem światła przybiera też odpowiednią barwę, zależnie od dalszej zdolności do pochłaniania jonów. Jego struktura powoduje przy tym, że można go łatwo wymieniać bez ryzyka dla rany.

Pomysłów na opatrunki XXI wieku naukowcy mają więc dużo. Niektóre z nich mogą bardziej przydać się w zadaniach specjalnych, jak np. chroniczne rany, czy chirurgiczne zabiegi, inne mogą trafić do powszechne użycia. Jednego można się spodziewać - w niedalekiej przyszłości na gazę i bandaż możemy zacząć patrzeć jak na muzealne eksponaty.

Marek Matacz

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2022