歐洲研究人員開發(fā)了一種支持RFID的智能繃帶，旨在根據(jù)濕度水平無(wú)線傳輸有關(guān)傷口愈合過(guò)程的數(shù)據(jù)，從而減少去除患者敷料和物理檢查傷口的需要。

這種智能繃帶由意大利博洛尼亞大學(xué)研究人員開發(fā)，由濕度傳感材料、內(nèi)置的UHF RFID芯片、編織在繃帶中的天線以及使用阻抗測(cè)量的現(xiàn)成RFID閱讀器組成，通過(guò)RFID傳輸，來(lái)確定濕度水平，從而獲悉傷口的健康狀況。

該研究小組正在開發(fā)可以3D打印并內(nèi)置到商業(yè)繃帶中的原型。研究人員還使用NFC技術(shù)測(cè)試了該系統(tǒng)，以便用戶可以使用智能手機(jī)來(lái)無(wú)線捕獲數(shù)據(jù)，而不需要專用的RFID閱讀器。

博洛尼亞大學(xué)物理學(xué)教授比阿特麗斯·弗拉博尼（Beatrice Fraboni）表示，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，研究小組希望與科技公司合作，將該解決方案商業(yè)化，并獲得批準(zhǔn)開始在真正的患者身上進(jìn)行測(cè)試。

智能繃帶

到目前為止，弗拉博尼說(shuō)，“該小組已經(jīng)開發(fā)了一系列具有不同層數(shù)和不同吸收特性的繃帶”，這可能會(huì)因人的具體傷口和愈合要求而異。例如燒傷愈合過(guò)程與手術(shù)切口，燒傷的愈合過(guò)程需要一些水分，而手術(shù)切口中的水分可能表明存在潛在的感染。

“我們的想法是，每種類型的傷口都可以有自己合適的敷料，”弗拉博尼解釋說(shuō)，“從緩慢滲出的傷口到高度滲出的傷口。”傳統(tǒng)的傷口治療通常需要醫(yī)生和患者經(jīng)歷拆開傷處進(jìn)行物理檢查的破壞性過(guò)程。而去除傷口處的敷料通常會(huì)撕裂愈合組織并造成二次損傷，而且這種檢查對(duì)于患者來(lái)說(shuō)也可能很耗時(shí)，他們通常需要去醫(yī)生那兒檢查傷口。

因此，該研究小組致力于構(gòu)建一個(gè)包括無(wú)線智能紡織品的解決方案?？噹в煞Q為聚（3,4-亞乙基二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸鹽 (PEDOT:PSS) 的柔性熱電材料制成，這種材料被絲網(wǎng)印刷在紗布上，可以用來(lái)識(shí)別濕度的變化。RFID芯片連接到兩根穿過(guò)織物的天線上。該小組的設(shè)計(jì)和工程工作包括采用一層材料，一旦檢測(cè)到水分，就可以吸收和去除液體，以便下一個(gè)讀數(shù)可以反映當(dāng)前的水分狀況。

智能繃帶系統(tǒng)基于對(duì)RFID閱讀器詢問(wèn)的響應(yīng)來(lái)監(jiān)控阻抗變化。阻抗的變化取決于天線的干濕狀態(tài)。研究小組設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)，以便根據(jù)阻抗的大小調(diào)整閱讀器的設(shè)置，以檢測(cè)適當(dāng)?shù)膫鞲衅髦?，從而根?jù)各種傷口實(shí)現(xiàn)最佳愈合。

弗拉博尼回憶說(shuō)，開發(fā)該系統(tǒng)首先要選擇材料，他們希望材料具有生物相容性、一次性且便宜。

而PEDOT:PSS能滿足這些要求，因?yàn)樗梢越z網(wǎng)印刷到兩種不同類型的紗布上——人造紗布和PET紗布。這種材料降低了潛在的制造成本和與制造相關(guān)的能源需求，并以線的形式印刷在紗布的中間，同時(shí)兩根不銹鋼導(dǎo)電線縫合在導(dǎo)電涂層上，用作RFID天線。RFID芯片使用唯一ID號(hào)進(jìn)行編碼，閱讀器在詢問(wèn)時(shí)會(huì)傳輸該ID號(hào)。

弗拉博尼進(jìn)一步解釋說(shuō)，如果該技術(shù)可以直接打印在紗布上，則可以降低制造成本和對(duì)環(huán)境的影響。例如，將半導(dǎo)體芯片沉積到傳感器設(shè)備中的標(biāo)準(zhǔn)制造過(guò)程，以及所使用的化學(xué)品和能源，都可以取消。

在典型應(yīng)用中，醫(yī)生可以將繃帶貼在患者的傷口上，然后患者回家時(shí)帶上租賃來(lái)的手持UHF RFID閱讀器，該閱讀器帶有特定于此傷口的固件和設(shè)置。這樣，可以針對(duì)每個(gè)患者的不同需要，設(shè)置相應(yīng)的閾值，超過(guò)閾值就向醫(yī)生發(fā)送警報(bào)。

患者按照指示，以特定的時(shí)間間隔（例如每八小時(shí)）詢問(wèn)繃帶中內(nèi)置的RFID標(biāo)簽。數(shù)據(jù)將由閱讀器捕獲，并可以顯示在患者的設(shè)備屏幕上，同時(shí)還可以通過(guò)蜂窩連接傳輸給相關(guān)的醫(yī)生?？噹У奈ㄒ籌D號(hào)與該患者以及基于阻抗的傳感器讀數(shù)相關(guān)聯(lián)，這些可以為醫(yī)生提供信息，以表明該患者傷口是如何愈合的。

弗拉博尼說(shuō)，雖然市面上已經(jīng)有一些RFID系統(tǒng)可以檢測(cè)特定應(yīng)用中的濕度水平，例如監(jiān)測(cè)醫(yī)院環(huán)境中的尿布和檢測(cè)汽車系統(tǒng)中的泄漏，但智能繃帶的設(shè)計(jì)更加靈敏，可以檢測(cè)5至20微升的濕度水平。

目前，研究人員正在研究原型。計(jì)劃是將濕度阻抗傳感器直接構(gòu)建到商業(yè)繃帶中，以提供傷口愈合管理。預(yù)計(jì)下一個(gè)原型將涉及到可以通過(guò)智能手機(jī)詢問(wèn)的NFC版繃帶。研究人員希望與科技公司合作，將產(chǎn)品推向商業(yè)市場(chǎng)。