Onderzoekers van RMIT University hebben een slim wondverband ontwikkeld dat zowel de toestand van een wond kan monitoren als automatisch therapeutische stoffen kan vrijgeven. De technologie kan volgens de onderzoekers bijdragen aan betere behandeling van chronische wonden, een probleem dat wereldwijd een grote druk legt op zorgsystemen.
Chronische wonden vereisen vaak langdurige en intensieve zorg, waarbij de toestand van de wond voortdurend kan veranderen. Slimme wondverbanden die infecties detecteren of medicijnen afgeven bestaan al, maar het combineren van beide functies in één eenvoudig systeem bleek tot nu toe technisch lastig. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Chemical Engineering Science.
Multifunctionele nanodeeltjes
Het onderzoeksteam ontwikkelde een methode waarbij zogeheten carbon dots, zeer kleine, multifunctionele nanodeeltjes, worden verwerkt in een hydrogelverband. Deze biocompatibele nanodeeltjes kunnen veranderingen in de wond detecteren en tegelijkertijd therapeutisch werken als zogenoemde nanozymen.
Wanneer de pH-waarde van een wond verandert door een infectie, verandert het verband van kleur. Deze verandering kan worden uitgelezen met draagbare slimme apparaten. Zodra het systeem tekenen van infectie detecteert, worden automatisch therapeutische nanozymen vrijgegeven om ontstekingen te bestrijden en genezing te bevorderen.
Naast de automatische reactie kan de afgifte van therapeutische stoffen ook handmatig worden geactiveerd door lichte druk op het verband uit te oefenen. Hierdoor kunnen zorgverleners of patiënten extra behandeling toedienen wanneer dat nodig is. Volgens eerste auteur Nan Nan, promovendus aan RMIT, kan deze combinatie van functies bijdragen aan snellere interventie bij wondinfecties. “Being able to address potential infection at the earliest opportunity is critical to chronic wound management, making this real-time system a potential game-changer for health care.”
Eenvoudiger ontwerp
Een belangrijk voordeel van het nieuwe systeem is volgens de onderzoekers de relatief eenvoudige productie. Door carbon dots in een hydrogel te integreren ontstaat een schaalbaar ontwerp dat eenvoudiger te produceren is dan veel bestaande prototypes van slimme wondverbanden.
Dr. Haiyan Li van de School of Engineering van RMIT benadrukt dat dit de kans vergroot dat de technologie daadwerkelijk naar de klinische praktijk kan worden vertaald. “Many smart wound dressings developed in research laboratories are difficult to translate into real clinical products because they rely on complex designs or expensive sensing systems,” zegt zij.
Klinische toepassing
De huidige resultaten zijn nog gebaseerd op laboratoriumonderzoek. De volgende stap bestaat uit uitgebreidere biologische tests en validatie in geschikte wondmodellen. De onderzoekers zoeken daarnaast samenwerking met industriële partners om de technologie verder te ontwikkelen en op te schalen.
Uiteindelijk willen de onderzoekers het slimme verband integreren in een bredere digitale zorgomgeving. Daarbij kunnen gegevens van het verband automatisch worden verzameld en geanalyseerd om zorgverleners te ondersteunen bij klinische besluitvorming en het beheer van chronische wonden.
Slimme kunsthuid
In 2020 ontwikkelden onderzoekers van de TU Eindhoven een slimme coating of kunsthuid die onder invloed van radiosignalen vloeistoffen actief kan afgeven en opnemen. Deze technologie kan bijvoorbeeld worden toegepast in slimme wondverbanden die op verzoek antibiotica afgeven en tegelijkertijd wondvocht absorberen.
De innovatie, ontwikkeld door onderzoeker Danging Liu en promovendus Yuanyuan Zhan, is bijzonder omdat het materiaal herhaaldelijk actief kan reageren op externe signalen, terwijl veel bestaande slimme materialen slechts passief stoffen vrijgeven. Het ontwerp is geïnspireerd op natuurlijke processen in de huid van mens en dier.
