Hronične rane, koje uključuju dijabetičke čireve, hirurške rane, povrede od pritiska i druge probleme, smrtonosnije su nego što mnogi ljudi shvataju. Pacijenti sa hroničnim ranama imaju petogodišnju stopu preživljavanja oko 70%, što je gore od raka dojke, raka prostate i drugih ozbiljnih bolesti. Lečenje rana je takođe skupo, samo u SAD košta oko 28 milijardi dolara svake godine.
Tim istraživača sa Medicinske škole Keck na USC i Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Caltech) razvija seriju najsavremenijih tehnologija za revoluciju u nezi rana, uključujući pametne zavoje koji bi automatski osetili i reagovali na promenljive uslove unutar rane. Ovi visokotehnološki zavoji bi obezbedili kontinuirane podatke o zarastanju i potencijalnim komplikacijama, uključujući infekcije ili abnormalne upale, i mogli bi da isporuče lekove ili druge tretmane u realnom vremenu.
Tim USC-Caltech je razvio i testirao pametni zavoj na životinjskim modelima u studiji dokaza o konceptu. Oni su sada objavili pregled tog istraživanja, kao i drugih najsavremenijih monitoringa i tretmana rana koji se obavljaju širom sveta, u časopisu Prirodni materijali.
Pregled takođe procenjuje izazove i sledeće korake za isporuku ovih tehnologija pacijentima, uključujući izglede za regulatorno odobrenje i komercijalizaciju.
„Stvaramo novu vrstu ‘sajber kože’ koja može da pomogne da ove rane zacele, dok ih merimo i upravljamo na putu,“ rekao je ko-stariji autor Dejvid G. Armstrong, dr, DPM, profesor hirurgija i neurološka hirurgija na Keck School of Medicine i ko-direktor Southvestern Academic Limb Salvage Alliance (SALSA).
„Ovaj rad kombinuje ove nedavne uvide kako bi nacrtao put napred u prostoru za zarastanje rana, tako da možemo brzo da se krećemo da pomognemo našim pacijentima da se oporave.“
Da bi poboljšali tehnologiju pametnih zavoja, Armstrong i njegov tim su iskoristili nova otkrića iz oblasti nauke o materijalima, nanotehnologije, digitalnog zdravlja i još mnogo toga. Druge nedavne promene, uključujući više sredstava za istraživanje zarastanja rana i poboljšani put ka regulatornom odobrenju, takođe su utrle put za napredak.
„Razvijali smo pametne zavoje sledeće generacije koji mogu bežično da prate ključne metaboličke i inflamatorne biomarkere u tečnostima iz rana“, rekao je Vei Gao, dr. „U budućnosti, ova interdisciplinarna saradnja između naučnika, inženjera i kliničkih stručnjaka – sa pacijentima u centru – igraće ključnu ulogu u boljim ishodima nege rana.“
Dok akutne rane napreduju kroz tipičan proces povrede, upale i zarastanja, hronične rane su složenije i manje predvidljive. Oni nose veći rizik od infekcije, može potrajati duže da se izleče i mogu dovesti do amputacije ili komplikacija opasnih po život, kao što je sepsa.
Jedan potencijalni lek je nova tehnologija pametnog zavoja koja može pomoći – pa čak i učestvovati u – procesu zarastanja. Umesto nanošenja pasivnog zavoja na ranu pacijenta, kliničari bi uskoro mogli da koriste bežičnu tehnologiju koja otkriva upale, infekcije ili probleme sa protokom krvi, a zatim upozorava pacijente i zdravstvene radnike preko Bluetooth-a dok administrira lečenje u realnom vremenu.
Armstrong i njegov tim su testirali novu tehnologiju na životinjskim modelima, sa obećavajućim rezultatima.
„Ovaj sistem zatvorene petlje može da identifikuje problem, da ga automatski dijagnostikuje i isporuči rešenje, sve uz nadzor pacijenta i lekara“, rekao je on.
Pametni zavoji su napravljeni korišćenjem raznih najsavremenijih materijala, uključujući bioelektronske materijale, koji mogu pomoći u lečenju isporukom električne stimulacije tkivima i ćelijama. Mnogi sadrže napredne hidrogelove, koji su meki, fleksibilni i sposobni da skladište i oslobađaju lekove kao odgovor na pH, temperaturu ili druge faktore okoline.
Zavoji sledeće generacije takođe sadrže različite tipove senzora koji mogu da otkriju promene u mikrookruženju rane. Elektrohemijski senzori mogu da mere prisustvo proteina, antitela, hranljivih materija i elektrolita, dok optički senzori mogu da prate temperaturu, pH i nivoe kiseonika.
Senzori za snimanje, uključujući fotografiju, ultrazvuk i fluorescentno snimanje, mogu otkriti bakterijske infekcije i izmeriti dubinu i zapreminu rane kako bi pratili napredak zarastanja.
U svom pregledu novih tehnologija, istraživači ukazuju na nekoliko prepreka koje zahtevaju pažnju pre nego što pametni zavoji uđu u standardnu medicinsku praksu. Kao prvo, mnogi medicinski sistemi koriste zastarele pristupe zbrinjavanju rana, kao što je vizuelna procena i klasifikacija rana bez standardizovanih kriterijuma (što može rezultirati nepreciznim ili nepouzdanim procenama). Integracija pametnih zavoja bi stoga zahtevala značajnu reviziju trenutnih standarda na terenu.
„Iako ideja o odeći koja bi nam pomogla kako nam je potrebna kada nam je potrebna ima smisla za nas, ona takođe mora da ima smisla za naše kolege u FDA“, rekao je Armstrong.
Dobijanje regulatornog odobrenja za pametne zavoje od američke Uprave za hranu i lekove (FDA) je takođe složeno. FDA nudi fleksibilnost za odobravanje proizvoda za negu rana koji kombinuju više terapija (na primer, isporuku antibiotika i električnu stimulaciju). Ali dobijanje posebnog odobrenja zahteva od istraživača da prikupe veliku količinu pretkliničkih i kliničkih podataka. Ovo je stalni cilj istraživačkog tima USC-Caltech.
Kada se podaci sakupe pomoću pametnog zavoja, mogu se obraditi i analizirati pomoću alata za mašinsko učenje koji omogućavaju brzo i efikasno praćenje i negu, bilo u ordinaciji ili sa udaljenosti.
Armstrong ovaj novi pristup upoređuje sa otkrivanjem visokog holesterola u ranim stadijumima srčanih oboljenja, omogućavajući lečenje statinom.
„Ono što je neverovatno je da u zarastanju rana nismo koristili te privremene mere. Sve što smo uradili je ekvivalent merenju nekoga usred srčanog udara“, rekao je on. „Razvoj ove privremene prateće dijagnostike je kritičan.“
Osetljivija nega rana ne samo da može spasiti živote, već može poboljšati i kvalitet života mnogih pacijenata. Otprilike polovina ljudi sa hroničnim ranama ispunjava dijagnostičke kriterijume za kliničku depresiju i mnogi se svakodnevno suočavaju sa ozbiljnim izazovima mobilnosti, bolova i nege rana.
„Želimo da maksimalno povećamo dane bez čira, bolnica i aktivnosti bogatih za naše pacijente“, rekao je Armstrong.
Zatim, on i njegov tim proučavaju novi pristup nezi rana koji koristi ultrazvučnu tehnologiju za vođenje lečenja genskom terapijom. Cilj je da se stimuliše rast krvnih sudova u mišićima teladi, što bi moglo pomoći u smanjenju rizika od amputacije kod pacijenata sa čirevima na nogama.
