Бинты отлично подходят для закрытия ран, но ученые решили сделать их еще полезнее. Теперь специальные умные повязки могут и обнаруживать инфекции в них.
Встраивая наносенсоры в волокна повязки, доцент Дэниел Роксбери и бывший аспирант Мохаммад Моейн Сафай Университета Род-Айленда создали непрерывный неинвазивный способ обнаружения и мониторинга инфекции в ране. В умных бинтах используются однослойные углеродные нанотрубки.
«Умная повязка» будет контролироваться миниатюрным носимым устройством, которое будет беспроводным (оптическим) способом обнаруживать сигнал от углеродных нанотрубок в повязке. Затем сигнал может быть передан на устройство (например, смартфон), которое автоматически предупреждает пациента или поставщика медицинских услуг о заражении.
Ученые надеются, что устройство поможет диагностировать инфекцию на ранней стадии и в результате пациенту потребуется меньшее количество антибиотиков. Кроме того, авторы исследования рассчитывают, что умные бинты предотвратят такие радикальные меры, как ампутация конечности. Разработка будет особенно полезна для людей с диабетом, где лечение хронических ран уже «является частью рутины», отмечают ученые.
Технология, которая использовалась в основе умной повязки, подробно описана в статье, опубликованной в Advanced Functional Materials.
Ученые создали магнитную жидкость, останавливающую кровотечение при ранении
Американские учёные создали магнитореологическую суспензию, которая при введении рану, если к ней поднести магнит, мгновенно застывает и останавливает кровотечении эффективнее, чем существующие кровоостанавливающие средства. Об этом сообщает New Atlas.
Учёные из Массачусетского технологического института представили свои исследования на 72-м ежегодном собрании Отдела динамики жидкостей Американского физического общества в Сиэтле. Они разместили рядом с раной два небольших, но сильных магнита, а затем стали вводить в раневую поверхность, созданную ими магнитную жидкость. Как только суспензия оказывается в поле действия магнита, она мгновенно застывает и останавливает кровотечение. Затем в больнице магниты убирают и суспензия, которая снова становится жидкой, удаляется. Учёные считают, что таким образом будет увеличено время выживания пациентов как минимум на 30 минут.
Напомним, что магнитореологические жидкости представляют собой суспензии с частицами ферромагнитных материалов. Они обладают способностью к быстрому, но обратимому изменению вязкости под действием магнитного поля. В отсутствии магнитного поля они ведут себя как обычные жидкости, но как только на них оказывается магнитное воздействие, частицы намагничиваются и выстраиваются в цепочки, которые ориентируются по направлению действия магнитного поля. Вязкость жидкости при этом возрастает в десятки и сотни раз.
Японские учёные создали искусственную кровь, подходящую для любой группы
Японские учёные смогли создать искусственную кровь, для которой не имеет значения группа крови пациента, что поможет спасти огромное количество людей. Об этом рассказала 29 сентября газета The Asahi Shimbun.
Сейчас для переливания крови врачи обязаны установить группу и резус-фактор крови пациента, иначе они подвергнут смертельному риску жизнь реципиента, поскольку кровь неподходящих групп переливать опасно. Именно поэтому процедура переливания в машинах скорой помощи запрещена. Поскольку для искусственной крови этот фактор не имеет значения, оказание помощи пострадавшим может начинаться безотлагательно до прибытия в больницу и в состоянии спасти больше человеческих жизней.
Коллектив японских учёных, в основном из Медицинского колледжа национальной обороны, провели опыты на кроликах, которые показали эффективность новой разработки.
Искусственную кровь проверили на 10 кроликах с тяжёлой кровопотерей, из которых шестеро выжили. Соотношение шесть к десяти показала и контрольная группа животных, которой переливали настоящую донорскую кровь. Отрицательных побочных эффектов у кроликов выявлено не было.
Следующим этапом должны стать испытания искусственной крови на людях, однако уже сейчас значение этой разработки трудно переоценить. Важным фактором является и то, что при нормальных температурных условиях хранения искусственная кровь сохраняет свои качества в течение года.
Напомним, что при ведении боевых действий количество летальных случаев при ранениях стремительно растёт в зависимости от того, насколько поздно была оказана первая медицинская помощь. Основная причина смерти раненых — именно кровопотеря. Поэтому значение такого открытия для полевой военной медицины и для медицины катастроф трудно переоценить. Если же искусственная кровь будет ещё и дешёвой в производстве, широкое её применение поможет спасти миллионы жизней.
Новое устройство улавливает даже малое количество вируса у бессимптомныхбольных
Диагностические устройства, которые используются дома или в кабинетах врачей, часто недостаточно чувствительны для обнаружения небольших количеств вируса, которые могут присутствовать в образцах от бессимптомных пациентов, что может возникнуть на ранней стадии COVID-19. Ученые сообщают об изобретении на основе мембраны, которое может концентрировать вирусное содержимое образца мочи или слюны, что позволяет легче его обнаруживать. Результаты исследования публикует профильный журнал Biomicrofluidics.
Чтобы увеличить концентрацию образца, предыдущие группы ученых использовали частицы геля, связанные с химическим красителем, для улавливания и обнаружения вируса. Однако этот подход ограничен конкретными вирусами, которые могут связываться с красителем. Кроме того, время тестирования может составлять более 30 минут и требует дорогостоящего оборудования.
Конечно, учеными были опробованы и другие подходы, но все они лишены возможности диагностировать различные вирусы или другие представляющие интерес биологические вещества, такие как хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), гормон, присутствующий в моче во время беременности.
Исследователи из Университета Цинциннати и базы ВВС Райт-Паттерсон попробовали два разных устройства, основанных на схожих системах мембранных фильтров.
Первое устройство представляло собой полностью интегрированный концентрационный блок вместе с компонентом, который мог обнаруживать рассматриваемый вирус. С помощью вакуума вода пропускалась через мембрану, оставляя вирус в более концентрированном растворе, и образец анализировали на том же устройстве.
«Время, необходимое для завершения процесса концентрации, было очень медленным», — заявила автор Эми Дрекселиус. «В среднем каждое устройство занимало около 30 минут, чтобы завершить процесс концентрирования. Поэтому мы пришли к выводу, что автоматическое ступенчатое устройство с вакуумным приводом практически бесполезно, и обратились к альтернативному устройству, использующему гораздо более высокое положительное давление».
Исследователи поняли, что, применяя высокое давление вместо высокого вакуума, они могут увеличить перепад давления между образцом и окружающей средой. К их второму устройству были прикреплены баллон с азотом и регулятор, что позволяло создавать давление до 45 кг на квадратный дюйм (6,4 см).
Группа исследовала образцы слюны и мочи, с добавленной образцами белка от вируса гриппа A вируса. Другие образцы содержали ХГЧ.
Результаты теста полностью совпадали со вторым устройством, показав результат концентрации в 33 раза выше, чем у исходного образца, заявляют ученые. Концентрирование пробы объемом 1 миллилитр может быть достигнуто за пять минут или даже быстрее при более высоком прилагаемом давлении.
Новый коронавирус, вызывающий COVID-19, не был протестирован, но этот метод должен работать для него, поскольку технология может успешно обнаруживать грипп А. Оба респираторных вируса, вероятно, присутствуют в слюне. Кроме того, этот метод перспективен для тестирования на беременность, где также весьма желательны ранние результаты.
Ученые создали портативное устройство для быстрого определения вида вируса
Американские учёные создали прототип устройства, которое может за считанные минуты определить вид вируса в биологическом образце. Об этом сообщает New Atlas.
Обычно на диагностику вида возбудителя, поразившего человека или животное, уходят несколько дней. Причём это требует использования дорогого лабораторного оборудования.
Ученые из Университета штата Пенсильвания и Нью-Йоркского университета создали портативное устройство VIRRION, которое может определить вирус всего за несколько минут.
Для этого биологический образец пропускается через сплошной ряд углеродных нанотрубок в устройстве, которые захватывают вирус. Тип вируса определятся с помощью технологии рамановской спектроскопии. Образец просвечивается лазерным лучом, а затем датчик считывает спектр рассеивания лазера, прошедшего через образец. Чип устройства сравнивает полученный спектр с имеющейся базой данной и выдаёт ответ, какой именно вирус находится в образце.
Учёные надеются, что вскоре в каждом кабинете врача появится их аппарат оперативной диагностики возбудителя заболевания.
Напомним, ИА REGNUM сообщало, что биоинженеры из Великобритании, используя инструмент для редактирования генов CRISPR, создали устройство быстрого обнаружения возбудителя лихорадки Эбола, не требующее исследования образцов инфекции в лабораторных условиях.
Ученые снизили риск инфицирования после имплантации
Исследователи разработали новую технологию нанесения антибактериального покрытия на искусственные кости. Серебро и лекарственный препарат позволили существенно уменьшить риск развития инфекции после операции.
Операции по имплантации металлических протезов сегодня сопряжены с риском развития инфекций. Новая технология немецких ученых позволила снизить этот риск до минимума
После операции по установке, например, титанового бедра, у пациентов нередко возникают инфекционные осложнения. Это возникает из-за патогенов, которые могут присутствовать на поверхности имплантируемого металла или проникать через рану. Чтобы избежать таких осложнений, врачи обычно назначают пациентам большие дозы антибиотиков, что тоже может быть сопряжено с рядом негативных побочных эффектов.
Для предотвращения заражения на имплантаты обычно наносят специальные антибактериальные покрытия. Однако, они спасают от заражения далеко не всегда. Теперь немецкие исследователи предложили новый тип покрытия, который позволяет защитить организм от развития инфекций с момента операции и на протяжении нескольких недель — в течение всей фазы заживления.
На первом этапе исследователи обрабатывали поверхность имплантата лазером, чтобы создать на его поверхности множество микропор. Затем с помощью метода осаждения из газовой фазы ученые покрывали имплантат серебром так, что атомы этого металла покрывали всю внутреннюю поверхность пор. После, непосредственно перед имплантацией, искусственную кость погружали в раствор с антибиотиком и выдерживали некоторое время, чтобы лекарство смогло проникнуть в поры и остаться там.
Ученые изготовили с помощью такой технологии искусственное бедро и смогли успешно имплантировать его пациенту. Антибиотик в структуре металлического бедра начал выделяться в окружающие ткани сразу после операции, что позволило защитить их от инфекций в краткосрочной перспективе. Ионы серебра, высвобождающиеся из пор, отвечали за долгосрочную защиту организма на протяжении нескольких недель.
Учёные создали поверхность, отталкивающую бактерии и любое загрязнение
Канадские учёные разработали самоочищающуюся поверхность из пластика, отталкивающую все виды бактерий и любые формы загрязнения. Об этом 13 декабря сообщает портал PHYS.ORG.
Исследователи из Университета МакМастера научились текстурировать поверхность пластика микроскопическими морщинами, так, что это исключает задержку на поверхности материала любых внешних молекул. Снимки, сделанные электронным микроскопом, показывают, что бактерии не могут при такой обработке задержаться на поверхности.
В плёнку из этого материала можно упаковывать пищевые продукты, покрывать поверхности, на которых могут скапливаться бактерии (стены, перила, дверные ручки). При этом материал оказался гибким, долговечным и недорогим в производстве.
Напомним, ИА REGNUM сообщало, что на основе оксидов легких металлов учёные из Санкт-Петербурга создали уникальный материал, который при покрытии им смартфонов и планшетов наделяет их экраны самоочищающимися и бактерицидными свойствами.
Российские учёные создали бактерицидный материал для экранов смартфонов
На основе оксидов легких металлов учёные из Санкт-Петербурга создали уникальный материал, который при покрытии им смартфонов и планшетов наделяет их экраны самоочищающимися и бактерицидными свойствами. Об этом сообщается в пресс-релизе Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО).
Учёные отмечают, что на экране гаджетов скапливается огромное количество бактерий, которые попадают на лицо, как только аппарат подносят к уху. Apple и Samsung уже пробовали создать антибактериальное покрытие экрана, но столкнулись с проблемой того, что это дорогой процесс, состав должен работать на поверхности, а не в глубине материала, а антисептическая плёнка быстро истирается, деградирует на свету и перестаёт работать.
Исследователи разработали покрытие на основе оксидов цинка и олова с добавками оксидов церия и иттрия. Это обеспечивает высокие бактерицидные свойства и высокую степень сцепления со стеклом-подложкой, наделяет стекло повышенной прочностью и защитой от царапин. Технология изготовления состава является простой и дешёвой.
Бактерицидный эффект обусловлен проникновением ионов металлов внутрь бактерий, причём на свету эффект оказывается вдвое большим. Оценку антибактериальных свойств покрытий проводили в Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии.
Эффект самоочищения вызван тем, что при падении на материал света он выделяет химически активный кислород, который разлагает органические соединения — следы пота, жирные следы от пальцев.
Кроме того, учёные разрабатывают медицинские приборы, использующие уникальный состав. Если покрыть им эндоскоп с излучателем ультрафиолета, то можно будет доставлять химически активный кислород к раковым клеткам, находящимся во внутренних органах человека, и с помощью него их убивать. Если добавить состав в краску, то поверхность стен в учреждениях будет сама себя обеззараживать.
Биокерамический имплант нарастил кость на отверстии в черепе
Отверстие в черепе у пациента обычно заполняют с помощью трансплантации кости, взятой из другой части тела, или твердым куском стали. Ученые нашли лучшую альтернативу, которая будет стимулировать рост естественной кости.
Новый способ «залечить» отверстие в черепе после травмы или операции
Восстановление основных повреждений костей черепа и мягких тканей после несчастных случаев или хирургических операций – сложная задача. Медицинские работники обычно используют трансплантацию кости либо пластиковые или металлические импланты.
Основная проблема использования кости, взятой в другой части тела пациента, заключается в том, что в том месте, откуда эта кость была взята, могут возникнуть осложнения. Использование стальных и пластиковых имплантов потенциально может привести к инфекции, так как материал не соответствует структуре реальной кости.
Поэтому шведские исследователи из Гетерборского университета создали имплант BioCer. Он изготовлен из запатентованного биокерамического материала, напечатанного на 3D-принтере, который устанавливается на титановую рамку. Рамка имеет форму отверстия, которое необходимо заполнить. Исследование опубликовано в научном журнале PNAS.
После имплантации клетки из костной ткани черепа начинают постепенно «наращиваться» на биокерамике. Пока они растут, имплант постепенно разлагается. В конце концов, биокерамика полностью заменяется настоящей костью.
Ученые успешно опробовали новый имплант на овцах и на одном человеке. У человека биокерамика превратилась в кость за 21 месяц
Новая повязка на рану самостоятельно убивает вредные бактерии
Швейцарские ученые создали целлюлозную раневую повязку, уничтожающую до 99,99% всех вредоносных бактерий.
При серьезных травмах порой бывает жизненно важно защитить пораженные участки тела от попадания болезнетворных бактерий. Для этого медикам приходится регулярно наносить антибактериальные мази и часто менять повязки, что возможно далеко не во всех полевых условиях. Но выход был найден: ученые заявили о создании повязки, которая сама уничтожает бактерии.
Экспериментальный образец, разработанный учеными швейцарского исследовательского института Empa, представляет собой тонкую мембрану, состоящую в основном из волокон целлюлозы растительного происхождения. Каждое волокно имеет диаметр менее одного микрометра (миллионную долю метра).
В процессе электропрядения, который используется для создания волокон, к целлюлозе добавляют полиуретан. Это делает материал гибким, но при этом прочным. Затем мембрану обрабатывают раствором специально сконструированных «бифункциональных» пептидов (коротких цепочек аминокислот) — их называют бифункциональными, потому что они связываются с целлюлозой и обладают антибактериальными свойствами. Более того: их легче производить, чем более широко используемые антибактериальные белки, к тому же они более стабильны и, следовательно, более долговечны.
В лабораторных испытаниях мембрана хорошо взаимодействовала с клетками кожи человека, а также уничтожила более 99,99% вредных бактерий, таких как стафилококки, которые обычно обнаруживаются в инфицированных ранах. Есть надежда, что по мере дальнейшего развития технологии повязка сможет также содержать и другие терапевтические соединения, которые ускорят процесс заживления.
В Китае создают "умную" повязку для диагностики и лечения болезней
Китайские врачи работают над созданием "умной" повязки для диагностики и лечения заболеваний. Она сможет не только определять наличие бактериальной инфекции в организме, но и самостоятельно вводить пациенту лекарство в оптимальных дозах.
Какие проблемы сможет решить "умная" повязка?
Медики часто выписывают больным антибиотики в качестве меры предосторожности до полного выздоровления. По этой причине в ряде случаев у инфекции вырабатывается иммунитет к определенным антибиотикам, что может затянуть процесс лечения. "Умная" повязка призвана решить данную проблему.
"Если у человека есть бактериальная инфекция, то повязка меняет свой цвет, что говорит об устойчивости болезни к вводимым препаратам. Также она может вводить человеку антибиотик только в случае необходимости, что позволит избежать передозировки", — сообщили ученые.
Повязку уже протестировали на грызунах. На основе полученных данных ученые разработали материал, способный обнаруживать бактерии на ранах.
Данная разработка требует дополнительного изучения и тестирования.
Созданы «умные» повязки, которые следят за заживлением ран и общаются с врачом
В Великобритании создали «умные» повязки для ран, которые контролируют процесс заживления и отправляют информацию лечащему врачу, сообщает «Газета.ру».
Отмечается, что повязки созданы из материала со специальными сенсорами – они следят за свертываемостью крови, выявляют инфекции и передают данные медикам.
Такие повязки будут печатать на 3D-принтерах. Они смогут подключаться к смартфону владельца и держать на контроле состояние его здоровья – следить за показателями активности, питанием и т.п.
В России создали уникальные нановолокна для заживления ран
Сотрудники научно-исследовательского центра биоинженерии Университета ИТМО разработали нановолокна, которые могут использоваться при создании раневых повязок для лечения меланом, ожогов, язв и экзем.
В России сделали воссоздающий костные ткани материал для имплантов
Российские ученые из Томского политехнического университета (ТПУ) запатентовали способ получения материала для имплантов, который при нагрузке ведет себя как настоящая костная ткань.
В тексте исследования указано, что новая технология позволяет придать пьезоэлектрическим полимерам новые свойства: это очень востребовано в в современной восстановительной медицине.
Эффект, о котором идет речь, придает некоторым материалам способность превращать энергию механической деформации в электрический заряд на поверхности. В нашем организме есть большое количество электрочувствительных клеток и пьезоэлектрических тканей, в частности костная.
Однако существуют некоторые трудности, из-за которых воспроизвести этот эффект не так то просто: например пьезополимеры, которые обладают нужными свойствами, плохо смачиваются водой и биологическими средами. Это мешает сцеплению клеток с их поверхностью для эффективной регенерации тканей.
По словам группы ученых из ТПУ, их метод модификации поверхности полимеров полностью лишен этого недостатка.
Получить такой материал удалось с помощью добавок порошка Ti к пористому сплаву на основе никелида титана. Свойства нового материала сравнимы с тем, как ведут себя костные ткани при физиологических нагрузках.
В сплаве на основе никелида титана проявляется такая же зависимость изменения формы при нагрузках. Поэтому импланты, изготовленные из такого материала, соответствуют новейшим медицинским требованиям.
В Китае изобрели «умную» повязку
Бинт меняет цвет в зависимости от того, какие бактерии размножились в ране.
Описание изобретения ученых из Китайской академии наук опубликовано в журнале ACS Central Science.
Сяоган Цюй (Xiaogang Qu) и его коллеги разработали материал, который способен менять цвет при контакте с бактериальной инфекцией, реагируя на специфические вещества, производимые микробами. Благодаря этому материалу, встроенному в бинт, повязка становится желтой или зеленой, если в ране размножились бактерии, поддающиеся антибиотикотерапии. В этом случае материал начинает выделять именно тот антибиотик, к которому чувствительны обитающие в ране микроорганизмы.
Если же рану заселили устойчивые к антибиотикам бактерии, повязка становится красной. В этом случае на повязку необходимо воздействовать светом. Тогда «умный» материал начинает выделять активные молекулы кислорода, которые убивают или ослабляют бактерии, делая их более восприимчивыми к действию антибиотиков.
Тестирование повязки на мышах показало, что ее применение значительно ускоряет заживление ран, инфицированных как чувствительными, так и устойчивыми к антибиотикам бактериями. Ученые считают, что их разработка — дешевый, простой, практичный и доступный способ борьбы с распространением антибиотикоустойчивых бактерий.
