طور فريق من المهندسين نموذجًا أوليًا لضماد يهدف لمراقبة الجروح المزمنة بشكل فعال وتقديم العلاج الدوائي المناسب لتحسين فرص الشفاء، ويتطلب اعتماد الضماد إجراء دراسات سريرية بعد إنهاء مرحلة الاختبارات المخبرية، ويهدف الفريق -الذي نشر نتائج البحث في مجلة سمول- إلى تحويل تضميد الجروح من الشكل التقليدي غير الفعال إلى نموذج قادر على مواجهة التحديات الطبية المستمرة والصعبة.

يمكن أن تؤدي الجروح الجلدية المزمنة الناتجة عن الحروق والسكري وغير ذلك من الحالات الطبية إلى إبطاء القدرات التجددية للجلد وغالباً ما تؤدي إلى الإصابة بالعدوى وبتر الأطراف، ويهدف هذا البحث إلى المساعدة في عملية الشفاء الطبيعية عن طريق تصميم ضماد يحتوي على هلام قابل للتسخين ومخزن دواء معتمد على الحرارة يقدم جرعات الدواء استجابة لمجسات حساسة لتغير درجة الحموضة ودرجة الحرارة والتي تراقب الجروح والتغييرات الالتهابية والإنتانية.

تمثل الجروح المزمنة التي لا تستجيب للعلاج مشكلة طبية كبيرة، إذ يحتاج ما يقارب من 15% من المستفيدين من برنامج ميديكير للتأمين الصحي في الولايات المتحدة الأمريكية - وفقًا لبحث نشر في مجلة فاليو إن هيلث- إلى علاج نوع واحد على الأقل من الجروح المزمنة أو المصابة بالإنتان بتكلفة سنوية تصل إلى 28 مليار دولار، وينتمي أغلب هؤلاء المرضى إلى فئة كبار السن غير القادرين على الحركة أو الرعاية الذاتية للجروح، وتكون معالجة هذه الجروح عادة في العيادات الخارجية التابعة للمستشفيات أو في المنزل، ولهذا يمكن أن توفر الضمادات الذكية مراقبة مباشرة مع تقديم العلاج للمريض دون تدخل المريض أو من يرعاه.

قال سمير سونكوسال أستاذ الهندسة الكهربائية وعلم الحاسوب في كلية الهندسة في جامعة تافتس والمؤلف المشارك في الدراسة «استطعنا تطوير شكل جديد للضمادات اعتمادًا على الإلكترونيات المرنة التي وفرت إمكانية ارتداء الأجهزة الطبية، ولم تتطور الضمادات منذ بدايات الطب حتى الآن، ونأمل من خلال هذا الاختراع أن نساهم في تحسين نتائج مشكلة الجروح المزمنة عن طريق استخدام التقنيات الحديثة.»

تعد مراقبة درجة حموضة الجروح المزمنة إحدى الطرائق الرئيسة لمراقبة تقدمه وتوفير معلومات عن درجة الالتهاب داخل الجرح وحوله، إذ تبلغ درجة حموضة الجروح الطبيعية في طور الشفاء بين 5.5 -6.5، وفي المقابل تكون درجة حموضة الجروح المصابة بالإنتان والتي لم تدخل مرحلة الشفاء أعلى من 6.5، وتجمع الضمادات الذكية في هذه الدراسة بين مجسات الحرارة ودرجة الحموضة، وطور  سونكوسال وفريقه من المهندسين مجسات مرنة لتركيز الأكسجين يمكن دمجها في الضمادات، وهي علامة أخرى لدرجة الشفاء، إذ يمكن تتبع الإنتانات عن طريق مؤشرات حيوية أخرى.

يحصل المعالج الدقيق على البيانات من المجسات ويطلق جرعات الدواء من مخزنه عن طريق تسخين الهلام، ويتم إلصاق الهيكل بالكامل بشريط طبي شفاف لتشكيل ضمادة مرنة ثخنها أقل من 3 ميليمترات، واختيرت مكونات الضماد من مواد رخيصة الثمن لتوفيرها  بأسعار منخفضة، ويمكن التخلص من الضماد بعد الانتهاء، باستثناء المعالجات الدقيقة التي يمكن إعادة استخدامها.

قال سونكوسال «تعد الضمادات الذكية التي طورنها والمجهزة بمجسات لدرجة الحرارة ودرجة الحموضة والقادرة على تقديم جرعات من المضادات الحيوية مجرد نموذج أولي لمجموعة واسعة من الاحتمالات، إذ يمكن إدخال مجسات وأدوية أخرى أو عوامل نمو تعالج الحالات المختلفة اعتمادًا على علامات الشفاء المختلفة.»

طورت الضمادات الذكية واختبرت بنجاح في المخبر، وتجرى الآن الدارسات ما قبل السريرية لتحديد مزاياها السريرية ودورها في تسهيل الشفاء مقارنة بالضمادات التقليدية وأدوية العناية بالجروح.