有些傷口無法自行癒合。這些病變，包括某些糖尿病潰瘍、燒傷和手術傷口，會造成長期痛苦，如果未成功治療，可能會無限期地持續存在。它們有時會受到感染，在極端情況下會致命。
當前的慢性傷口療法通常需要手術或導致抗生素的過度使用，這會加劇抗生素耐藥性細菌的問題。“慢性傷口影響著數千萬人，”加州理工學院生物醫學工程師魏高說。“迫切需要個性化的傷口治療。”
在一項發表於《科學進展》的研究中，高和他的同事使用齧齒動物測試了一種“智慧繃帶”，這種繃帶可以使慢性傷口癒合更容易、更快速。它由可拉伸的聚合物貼片組成，該貼片粘附在皮膚上，包含藥物和一層薄薄的電子元件，可以監測並無線傳輸有關傷口狀況的資料。該貼片可以進行兩種受控治療：藥物和電流。
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該繃帶建立在先前利用電力促進癒合的努力之上。這種稱為電療的過程，透過吸引免疫細胞和皮膚細胞到傷口，以及促進細胞生長和分裂來發揮作用。去年由工程師蔣遠文（現任職於賓夕法尼亞大學）領導的一項研究描述了一種繃帶，該繃帶可以監測溫度和電導率，並使用收集的資料來控制電療的輸送。
這項新研究增加了生化感測功能。除了溫度和pH值外，該繃帶的生物感測器還監測銨、葡萄糖、乳酸和尿酸的水平；這些測量結果共同提供了有關炎症、感染和癒合階段的資訊。“生化訊號開闢了新的機會，因為你能夠真正探究分子水平上正在發生的事情，”蔣說。“這是這裡的關鍵創新之處。”高和他的同事還添加了一種電活性凝膠，當受到電極刺激時，會釋放一種抗炎、抗菌藥物。另一個電極直接刺激傷口。
該團隊在患有糖尿病傷口的齧齒動物身上測試了該繃帶，發現它可以準確檢測到傷口癒合不同階段的炎症和代謝狀態變化。該繃帶的聯合治療在兩週內完全治癒了齧齒動物的傷口。每種單獨的治療都在該時間內實現了至少部分癒合，而未治療的動物則沒有癒合。
研究人員仍然需要調查該繃帶的生物感測器在人體慢性傷口中的耐用性。“齧齒動物和人類受試者對裝置壽命的要求非常不同，”蔣說。“在更長時間內的穩定性尚未經過測試。”
當他們朝著人體試驗邁進時，該團隊正在努力提高準確性和穩定性。“我們希望在明年將這種智慧繃帶技術應用於人體，”高說。“希望我們獲得的資訊能夠真正造福慢性傷口患者。”