Amputáció helyett tapasz: gyógyszerezi és monitorozza a sebet a forradalmi okoskötszer
A nehezen gyógyuló, krónikus sebek legalapvetőbb jellemzőiről ad visszajelzést, és szükség esetén gyógyszert is adagol egy amerikai kutatócsoport által nemrégiben fejlesztett okoskötszer. Az átlátszó tapaszra rögzített, inkább egy nagyobb mikrochipre, mint kötszerre emlékeztető orvosi segédeszköz nemcsak befedi a bőrsérüléseket és óvja őket a szennyeződésektől, bakteriális felülfertőződéstől, hanem valós időben monitorozza is a sebet. Ha kell, antibiotikumokat, hámsejt-képződést serkentő gyógyszereket, hűsítő vagy gyulladáscsökkentő szereket juttat a sérülések környékére. Ezzel nemcsak a gyógyulást segíti elő, hanem azt is lehetővé teszi, hogy a nehezen gyógyuló sebeket ritkábban kelljen átkötözni.
A fekélyekért mindenki drágán fizet
A nehezen gyógyuló, például égés vagy diabéteszes fekélyesedés következtében kialakult krónikus sebek gyakran vezetnek állandósult gyulladásokhoz, a sebek elfertőződéséhez. A kockázatot amiatt is magas, mert ezeket a sebeket jellemzően nagyon gyakran kell átkötözni, amit nehezít, hogy az efféle bőrsérülésekkel küzdők gyakran épp az állapotuk miatt nem tudnak az ambuláns kezeléseken megjelenni. A nehezen gyógyuló, fekélyesedő sebek a leggyakoribb okai annak, ha egy-egy végtagot végül részlegesen vagy teljesen amputálni kell.
A fejlesztők szerint egyébként az efféle okoskötszerekre nagy lenne a kereslet például a bevetésen lévő katonák vagy veszélyes körülmények között munkát végző katasztrófaelhárítók körében is.
Az Egyesült Államokban egy tavalyi tanulmány szerint az állami egészségbiztosító ellátottjainak évente a 15 százaléka szorul kezelésre legalább egy krónikus bőrsérülése okán. A nehezen gyógyuló sebek és az azokból eredő fertőzések, fekélyek, gyulladások kezelése hozzávetőleg 28 milliárd dollárt emészt fel évente. Magyarországi statisztikák szerint a teljes lakosság 5-10 százalékánál lehet krónikus sebekkel számolni, de egyes betegcsoportoknak, például a diabétesszel kezelteknek akár a negyede is érintett lehet.
Kötszerbe rejtett patika
A most az amerikai Tufts University, a Harvard Egyetem Wyss Intézete és az MIT biomérnökei által fejlesztett kötszerbe hő- és pH-érzékelőket építettek. Emellett olyan szilárd formájú, vagy gél állagú gyógyszerek tárolására alkalmas mikrocellákat, amelyekből kioldódik a hatóanyag, ha a szenzorok által mért értékek eltérnek a kívánatostól.
Normális sebgyógyuláskor a sérülések környezetének a pH-ja semleges, 5,5 és a 6,5 között van. A krónikus, hosszú időn át sem gyógyuló bőrsérülések egyik legfontosabb jellemzője, hogy a sebkörnyék lúgosodni kezd, a környezet pH-értéke jóval 6,5 fölé emelkedik. Szintén a sebgyógyulási folyamat elhúzódására vagy megrekedésére utalhat, ha a seb környékének az átlagosnál tartósan magasabb a hőmérséklete. Ez súlyos gyulladásokat, fekélyesedést jelez.
Az okoskötszer ezeket a folyamatokat tudja időben jelezni, és az integrált gyógyszeradagolónak köszönhetően ideig-óráig átkötözés nélkül ellensúlyozni. Mindehhez a high-tech tapasz vezeték nélküli technológiát használ. A klinikai kipróbálás előtt álló orvosi segédeszköz még tovább okosítható. A sebgyógyulás minőségét jelző legalapvetőbb biológiai mutatók mellett a sebkörnyék oxigénellátottságának mértékét jelző, vagy a gyulladásos folyamatok megindulásáról tudósító biomarkerek jelenlétét jóval a gyulladás elhatalmasodása előtt érzékelő szenzorokkal is felszerelhető.
A különféle érzékelők gyűjtötte adatokat a kötszerben egy mikroprocesszor dolgozza fel. Utóbbi, egy hőre érzékeny elektronikai megoldás segítségével adagolja a tapaszban elrejtett gyógyszert a sebbe. Az okoskötszer vastagsága még a beleültetett érzékelőkkel és gyógyszeradagoló szálakkal együtt sem nem haladja meg a 3 millimétert.
Kidolgozói szerint a most fejlesztett okostapasz ráadásul még drága sem lesz. Sameer Sonkusale, az okoskötszerről beszámoló tanulmány társszerzője, a Tufts University elektronikai mérnöke a Qubit kérdésére kifejtette, hogy noha az egyelőre élesben még nem tesztelt prototípus végleges árát nehéz belőni, de az okoskötszert úgy tervezték, hogy annak ára ne haladja meg jelentősen a felső kategóriás hagyományos ragtapaszokét. Legdrágább egységét, a mikroprocesszort például újra lehet majd használni az átkötözéskor. Az okoskötszer ára elméletileg alatta marad majd az abban elhelyezhető gyógyszerek ellenértékének.
5G-kompatibilis kötszer már van, 5G még nincs
Okostapaszokkal már korábban is próbálkoztak, ám mindeddig azok nemhogy az orvosi gyakorlatban nem terjedtek el, de felhasználásuk a klinikai kísérletekben is akadozik. Oregon államban két éve egy 13 éves kamaszlány fejlesztett nedvességérzékelő kötszert. A hetedik osztályos lányt a Google 15 ezer dolláros ösztöndíjjal ismerte el, a Lego pedig egyéves egyedi képzést biztosított neki.
A walesi Swansea Egyetem Élettudományi Intézetének kutatói tavaly mutattak be egy olyan, 3d nyomtatással készült megoldást, amely ugyancsak apró érzékelők segítségével méri a sebek legalapvetőbb élettani mutatóit. Ők azt ígérték, hogy kötszerüket egy éven belül élesben is tesztelni fogják, igaz, működését a gyakorlatilag valós idejű monitorozást lehetővé tevő 5G vezeték nélküli mobiltechnológiára alapozták. Utóbbi kiépítését elméletileg 2020 körülre ígérték, Magyarország állítólag az elsők között kíván átállni az ötödik generációs mobilhálózatra. Ennek érdekében még koalíció is alakult az iparági szereplők körében.
Az MIT és a Harvard biomérnökei sem először vesznek részt hasonló projektben. Tavaly a University of Nebraska kutatóival működtek együtt a Tuftséhoz hasonló okoskötszer kidolgozásában. A tavalyi, szintén csak laboratóriumi teszteken vizsgázott okostapasz ugyancsak alkalmas a sebgyógyulást kísérő élettani jelenségek valós idejű ellenőrzése mellett a gyógyszeradagolásra is.
A Tufts University biomérnökeitől egyébként nem az okostapasz az első testre rögzítve hordható orvosi segédeszköz. Nemrégiben olyan fogra szerelhető okoseszközzel rukkoltak elő, amely a só, a cukor és az alkohol bevitelét is valós időben képes mérni és aktivitásmérőkkel is összehangolható. Ezzel bővebben ebben a cikkünkben foglalkoztunk: