VeCare 技術智能繃帶傳遞傷口數據
新加坡國立大學的研究人員開發出世界上第一個可檢測多種生物標志物的智能繃帶，用于現場慢性傷口監測
隨著人口迅速老齡化，醫療保健提供者看到越來越多的患者患有糖尿病足和慢性下肢靜脈潰瘍等無法愈合的傷口。據估計，世界上約有 2% 的人口患有慢性傷口。這些慢性傷口的愈合過程經常因感染和反複創傷等原因而中斷，導致患者承受嚴重的壓力、疼痛和不適。對于患有糖尿病足潰瘍的患者，這可能導致更嚴重的後果，例如足部截肢。需要及時護理和適當治療慢性傷口以加速傷口恢複。然而，這需要多次臨床訪問以進行冗長的傷口評估和治療，這增加了醫療保健成本。
由新加坡國立大學 (NUS)生物醫學工程系和健康創新與技術研究所 (iHealthtech) 的Lim Chwee Teck 教授領導的研究小組與新加坡中央醫院的臨床合作夥伴合作，開發了一種智能可穿戴傳感器可以通過應用程序以無線方式對慢性傷口進行實時、即時的評估。世界首創的新型傳感器技術可以在 15 分鍾內檢測出慢性傷口特有的溫度、pH 值、細菌類型和炎症因子，從而實現快速准確的傷口評估。
該研究于 2021 年 5 月 21 日首次發表在《科學進展》雜志 上。
將數字健康應用于個人醫療保健
目前對傷口的臨床評估依賴于目視檢查，或收集傷口液體並將其發送到中央實驗室以檢測和分析特定的生物標志物。整個過程通常需要大約一到兩天的時間，可能會妨礙適當、及時和精確的醫療幹預。盡管最近在爲傷口護理設計的柔性傳感器方面取得了一些進展，但它們只能探測一組有限的標志物，例如酸度、溫度、氧氣、尿酸和阻抗，以診斷傷口炎症。
爲了應對當前的這些限制，研究人員開發了 VeCare，這是一種即時傷口評估平台，由創新的傷口感應繃帶、電子芯片和移動應用程序組成。該繃帶包括傷口接觸層、透氣外屏障、微流體傷口流體收集器和柔性免疫傳感器。VeCare 是第一個可以在 15 分鍾內檢測細菌類型和探測炎症因子以及測量酸度和溫度的傷口評估平台。通過使用電化學系統從傷口液中檢測多種慢性傷口特異性生物標志物，免疫傳感繃帶能夠快速評估傷口微環境、炎症和感染狀態。連接到傳感器的微流體傷口流體收集器可引導和促進傷口流體輸送至傳感器的 180%。無論潰瘍的形狀或大小如何，該設計都能確保可靠的傳感性能。
此外，集成了柔性電子設備的芯片連接到傳感器，以無線方式將數據傳輸到應用程序，以便現場進行方便、實時的傷口評估和分析。芯片組件由可充電電池供電，可重複用于後續應用。
VeCare 平台包括（從左下角順時針方向）一個芯片、傷口傳感器、繃帶和應用程序，用于實時護理點慢性傷口監測。
用于慢性傷口監測的多重免疫傳感系統示意圖。
（A）將生物標志物分析敷料應用于靜脈潰瘍患者的開放傷口以進行原位傷口監測的圖示。( B ) 一種薄的、柔軟的、生物標志物分析敷料的圖示，它通過讓氧氣進入和濕氣排出來使皮膚功能正常。測量數據通過藍牙低功耗無線傳輸到配對的移動系統。( C ) 設想的生物標志物分析敷料，包括穿孔傷口接觸層、微流體傷口滲出液收集器、免疫傳感器和透氣屏障。微流體收集器的靈感來自得克薩斯角蜥蜴的皮膚，使預定的流動方向朝著蜥蜴的鼻子無視重力。( D) 用于檢測 TNF-α、IL-6、IL-8、TGF-β1、金黃色葡萄球菌、pH 和溫度的免疫傳感器示意圖。PANI，聚苯胺；MB，亞甲藍；RE，參比電極；CE，反電極。（E）用于預想慢性傷口監測的 VeCare 原型。該原型被應用于假腿作爲演示。免疫傳感器與在 FPCB 上制造的無線便攜式分析儀接口。顯示了提供 GUI 作爲一站式患者檔案、醫療記錄、數據記錄、數據分析和結果可視化系統的移動應用程序。( F ) VeCare 平台的硬件框圖。WE1，工作電極1；MUX，多路複用器。
VeCare 平台和移動應用程序使醫生能夠遠程監控患者的慢性傷口狀況，減少患者前往診所的麻煩。繃帶補充了患者現有的醫療，同時促進了傷口愈合過程的及時醫療幹預。
“護理點設備與遠程醫療或數字醫療能力相結合，可以在改變醫療保健行業和我們的社會方面發揮重要作用，這是由 COVID-19 大流行對安全距離的要求催化的。我們的智能繃帶技術是第一個它是專爲慢性傷口管理而設計的，讓患者可以在家中自由地進行測試並監測他們的傷口狀況，”新加坡國立大學 iHealthtech 主任 Lim 教授說。
與新加坡中央醫院合作，對患有慢性下肢靜脈潰瘍的患者進行了一項小型的 VeCare 臨床測試。他們成功地證明了該平台在評估慢性傷口方面是有效的，並且能夠通過及時的醫療幹預來監測傷口愈合的進展。
使用智能傳感器進行更好的臨床管理
“VeCare 平台可輕松擴展和定制，以適應不同的生物標志物面板，以監測各種類型的傷口。目的是擁有一種有效且易于使用的診斷和預後工具，用于對患者進行精確和數據驅動的臨床管理，”評論說林教授。
研究團隊的下一步是進一步開發 VeCare，以滿足安全、監管和批量生産的考慮。該團隊將探索納入適用于其他傷口類型的其他適當生物標志物，並利用現有臨床工作流程中的數據來改進診斷和治療。他們希望在一項更大的前瞻性隨機臨床試驗中測試該技術，該試驗針對不同類型的不愈合慢性潰瘍，如糖尿病足和壓瘡。