智慧型OK繃-科學人雜誌
健康

智慧型OK繃

2022-03-01 布希維克(Sophie Bushwick)
繃帶下的凝膠式感測器,可把傷口感染警訊傳至手機!
▲監測傷口:無線感測器可偵測到傷口受到細菌感染時釋出的酵素。

當細菌進入傷口時,若能及早偵測到,便可避免性命危險或截肢風險。現在有可置於繃帶下的新感測器,在細菌數量增至危險範圍時會送出警訊到鄰近的智慧型手機。

健康人的皮膚有金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等細菌,當產生開放性傷口時,這些細菌會很快入侵。為了防止這些生物在體內擴散、造成永久傷害或死亡,要清潔感染的傷口並塗抹抗生素,嚴重感染時甚至得截除因感染而潰爛的肢體。醫療人員通常需移除紗布觀察傷口或抹拭檢驗以得知是否有感染,但移除紗布會減慢癒合過程,觀察完全靠主觀,抹拭檢驗則耗時,而且上述方式都需要病患在場。

為了解決這個問題,一些研究團隊正開發能放在繃帶下的裝置,持續監測感染的間接跡象,例如傷口溫度或酸鹼度的改變,現在新加坡國立大學的科學家發展出直接顯示感染的感測器。

這個感測器可以偵測一個可靠的感染指標:去氧核糖核酸?(deoxyribonuclease, DNase),因為造成感染的細菌會在傷口釋出大量DNase,健康皮膚上的細菌則不會,可避免偽陽性結果。此外,感染時累積的DNase會比其他跡象更早出現。發表於去年11月《科學進展》的論文,詳細說明了這個名為無線傷口感染檢測(wireless infection detection on wounds, WINDOW)的新警示系統。

WINDOW感測酵素的主要組成材質是DNA水膠,這種黏稠物質由纏繞的DNA鏈構成。研究人員開發了特殊的DNA水膠,能在富含水份的人體環境下維持穩定,遇到DNase則開始分解。他們把水膠與晶片結合,當晶片感測到水膠分解,就會發送訊號到手機,訊號發送的機制和無接觸式信用卡一樣,是無需電池的近場無線通訊。

論文共同作者、國立新加坡大學電機工程學家何思遠(John Ho)說:「結合DNA水膠和感測晶片,我們能製作不用電池、置於傷口繃帶下的儀器。」有慢性傷口或剛開完刀從醫院返家的病患,可把手機放在繃帶旁,點選一下就能一天數次監控傷口狀況。手機收到感染警示時,會發送訊息給醫生,或提醒病患回醫院接受抗生素治療......


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