मेडिकल इंजीनियरिंग वेई गाओ और उनके सहयोगियों के कैलटेक प्रोफेसर भविष्य के एक स्मार्ट बैंडेज की कल्पना कर रहे हैं – एक “त्वचा पर एक लैब” जो न केवल रोगियों और देखभाल करने वालों को पुराने घावों की स्थिति की निगरानी करने में मदद कर सकता है, बल्कि उन कटों, इकसों, स्क्रैप और बर्न के लिए उपचार की प्रक्रिया को गति प्रदान करता है और अपने स्वयं के लिए धीमा होता है।
2023 में, जीएओ की टीम ने उस लक्ष्य को प्राप्त करने की दिशा में पहली बाधा को मंजूरी दे दी, जिसमें दिखाया गया था कि एक स्मार्ट बैंडेज जो उन्होंने विकसित किया था, वह जानवरों के मॉडल में पुराने घावों के बारे में वास्तविक समय के डेटा प्रदान कर सकता है, जबकि ऊतक विकास को प्रोत्साहित करने के लिए दवा या विद्युत क्षेत्रों के समय पर चिकित्सा प्रक्रिया को तेज कर सकता है।
अब गाओ और उनके सहयोगियों ने कैलटेक और यूएससी के केक स्कूल ऑफ मेडिसिन के एक और बाधा को मंजूरी दे दी है कि उनके बैंडेज का एक बेहतर संस्करण, जिसे वे आईकरेस कहते हैं, लगातार तरल पदार्थ का नमूना लेने में सक्षम थे, जिसे शरीर में 20 मानव रोगियों में पुराने घावों के साथ भड़काऊ प्रतिक्रिया के हिस्से के रूप में घाव साइटों को भेजता है। ये घाव मधुमेह या खराब रक्त परिसंचरण के कारण या तो ठीक करने में सक्षम नहीं थे; शोधकर्ताओं ने सर्जरी से पहले और बाद में अतिरिक्त रोगियों का भी अध्ययन किया।
स्मार्ट बैंडेज, तीन अलग-अलग माइक्रोफ्लुइडिक घटकों के साथ तैयार किया गया है-लघु मॉड्यूल जो चैनल और अन्यथा तरल पदार्थों के प्रवाह को नियंत्रित करते हैं-मौजूद बायोमार्कर के बारे में वास्तविक समय डेटा प्रदान करते हुए घावों से अतिरिक्त नमी को साफ करता है।
“हमारे अभिनव माइक्रोफ्लुइडिक्स घाव से नमी को हटाते हैं, जो उपचार में मदद करता है। वे यह भी सुनिश्चित करते हैं कि बैंडेज द्वारा विश्लेषण किए गए नमूने ताजा हैं, न कि पुराने और नए तरल पदार्थ का मिश्रण। सटीक माप प्राप्त करने के लिए, हमें एक घाव स्थल पर केवल नवीनतम तरल पदार्थ का नमूना लेने की आवश्यकता है,” गाओ कहते हैं। “इस तरह, iCares सूजन और संक्रमण के महत्वपूर्ण बायोमार्कर के लिए वास्तविक समय में देख सकते हैं।”
दरअसल, जर्नल में एक नए पेपर में विज्ञान अनुवाद चिकित्सागाओ और उनके सहयोगियों से पता चलता है कि स्मार्ट बैंडेज नाइट्रिक ऑक्साइड जैसे अणुओं का पता लगा सकता है, सूजन का एक संकेतक; और हाइड्रोजन पेरोक्साइड, संक्रमण का एक बायोमार्कर; रोगियों को लक्षणों का अनुभव करने से पहले एक से तीन दिन पहले।
एक और अग्रिम में, टीम ने एक मशीन-लर्निंग एल्गोरिथ्म विकसित किया है जो रोगियों के घावों को सफलतापूर्वक वर्गीकृत कर सकता है और एक विशेषज्ञ चिकित्सक की तुलना में सटीकता के स्तर के साथ उपचार समय की भविष्यवाणी कर सकता है।
पट्टी एक लचीली, बायोकंपैटिबल पॉलिमर स्ट्रिप से बना है जिसे कम लागत पर 3 डी मुद्रित किया जा सकता है। यह नैनोएन्जीनियर बायोमार्कर सेंसर सरणी को एकीकृत करता है, जो स्वच्छता और एकल-उपयोग अनुप्रयोगों के लिए डिस्पोजेबल है। सिस्टम में एक पुन: प्रयोज्य मुद्रित सर्किट बोर्ड भी शामिल है जो सिग्नल प्रोसेसिंग और वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन को उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस जैसे स्मार्टफोन में संभालता है। ICARES के भीतर माइक्रोफ्लुइडिक मॉड्यूल के त्रय में एक झिल्ली शामिल होती है जो घाव की सतह से घाव के तरल पदार्थ को चूसती है, एक बायोइन्सपायर्ड घटक जो एक सेंसर सरणी पर डिवाइस पर तरल पदार्थ को बंद कर देता है, जहां इसका विश्लेषण किया जाता है, और एक माइक्रोप्रिलर मॉड्यूल जो नमूना वाले फ्लुइड को दूर से बाहर ले जाता है।
