Haŭta damaĝo estas neevitebla, kaj vundoj kaŭzitaj de kronikaj malsanoj ofte postulas longdaŭran resaniĝon. Kronika resaniĝo de vundoj povas konduki al gravaj komplikaĵoj kiel bakteria infekto kaj sangado. Kiam tradiciaj vundbandaĝoj (gazo kaj hidroĝelo, ktp.) estas uzataj por trakti kronikajn vundojn, ekzistas kelkaj malavantaĝoj kiel nekontrolebla medikamentliberigo, adhero kun vunda histo kaj ununura funkcio. Por solvi ĉi tiujn problemojn, esploroj pri vundbandaĝoj kun multfunkcia kaj kontrolebla medikamentliberigo estis intensigitaj. Inter ili, mikropingla (MN) peceto montras grandan potencialon en konstruado de multfunkciaj bandaĝoj por inteligenta vundtraktado. La MN-peceto povas penetri la haŭton sen atingi nervojn kaj sangajn vaskulojn, ebligante minimume invasivan administradon. Krome, kontrolita medikamentliberigo povas esti atingita per uzado de stimulo-respondemaj materialoj por enkapsuligi medikamentmolekulojn en la pinglo.

Skema diagramo de ŝarkdentaj mikropinglaj bandaĝoj por inteligenta vundtraktado

Inspirita de la strukturo de ŝarkdentoj, teamo de la Teknologia Universitato de Nankingo raportis mikronadlan peceton por inteligenta vundtraktado. MN-bandaĝoj enhavantaj strukturizitajn kanalojn estis kopiitaj de laser-skulptitaj negativaj polidimetilsiloksanaj (PDMS) muldiloj. La biona strukturo ebligas al la mikronadla peceto havi stabilan adheron dum la longdaŭra resaniĝo de kronikaj vundoj. Kontrolita medikamentenlivera sistemo povas esti konstruita sur la mikronadla peceto uzante poran ordigitan strukturon kaj temperatur-respondeman hidroĝelon. Mikrofluidaj kanaloj konsistantaj el mikronadlaj aroj kaj poraj ordigitaj strukturoj ebligas la analizon de pluraj inflamaj faktoroj en la mikronadla peceto. Krome, MXene-elektroniko estas strukturizita sur la mikronadla peceto por sentema movadmonitorado.

Preparado de strukturizita MN-peceto kun ŝarkdenta strukturo

Temperatur-respondema N-izopropilakrilamida (NIPAM) hidroĝelo estis uzata por konstrui inteligentan medikament-liveran sistemon sur MN-peceto. Pora IO-PC-strukturo estis enkondukita sur la surfacon de la mikropinglo por plibonigi ĝian medikament-stokan kapaciton. Kiam okazas infekto, la temperaturo en la vunda areo povas atingi ĝis 39.4 °C. Pliigita temperaturo en la vunda areo kaŭzas ŝrumpiĝon de la temperatur-respondema NIPAM-hidroĝelo, liberigante enkapsuligitajn terapiajn drogojn. Krome, multfunkciaj MN-pecetoj postulas altan gradon de integriĝo de diversaj funkciaj komponantoj (mikropingloj, mikrofluidaj kanaloj kaj elektrodoj) en kompletan peceton. La esploristoj fabrikis la duflankan MN-peceton uzante simplan faldteknikon, kun unu flanko enhavanta medikament-ŝarĝitajn mikropinglojn kaj mikrofluidajn kanalojn por medikament-terapio kaj biokemia analizo, kaj la alia flanko enhavanta flekseblan elektrodon por moviĝ-sentado.

Mikrofluidik- kaj elektronikintegriĝo por MN-peceto

Por kontroli la biokemian analizan kapablon de MN-bandaĝo, laktato kaj kalprotektino enhavitaj en la specimeno estis analizitaj per MN-bandaĝo. La koncentriĝo de biosignoj estas indikita per la fluoreska intenseco de la detekta areo. La fluoreska intenseco de lakta acido estis linie korelaciita kun la koncentriĝa intervalo de 0 ĝis 350 mmol/L. La fluoreska intenseco kaj koncentriĝo de kalprotektino estis linie korelaciitaj de 0 ĝis 300 mg/L. Ĉi tiuj rezultoj sugestas, ke MN-bandaĝoj kapablas je biokemia analizo. Por doni al MN-bandaĝo la kapablon moviĝsenti, MXene-bazita cirkvito estas integrita sur la bandaĝo. La bandaĝoj estis aplikitaj al la fingroj, pojnoj, kubutoj kaj genuoj de la volontuloj, poste fleksitaj laŭ malsamaj anguloj kaj la respondaj ŝanĝoj en rezisto estis registritaj. La rezultoj montris, ke MN-bandaĝo havis altan sentemon de moviĝpercepto. Por kontroli la kapablon de MN-bandaĝoj antaŭenigi vundresaniĝon, MN-bandaĝoj uzitaj en bestaj eksperimentoj estis enkapsuligitaj kun homa epiderma kreskofaktoro (hEGF). La rezultoj montris, ke MN-bandaĝo enhavanta hEGF montris pli bonan resaniĝkapablon.

Apliko de MN-pansaĵo en moviĝsensado

Rilataj esplorrezultoj estis publikigitaj en ACS Nano sub la titolo "Shark Tooth-Inspired Microneedle Dressing for Intelligent WoundManagement".