Un nuovo bendaggio intelligente per monitorare e curare velocemente le ferite

All’inizio del 2021 l’università di Glasgow ha presentato un innovativo smart bandage all’interno di un articolo pubblicato su IEEE Internet of Things Journal. Questo bendaggio intelligente è in grado di rilevare contemporaneamente, tramite sensori integrati, dati di sforzo e temperatura a livello cutaneo e di trasmetterli in tempo reale e in maniera wireless ad uno smartphone. Questo tipo di dispositivo permette non solo di monitorate le ferite, ma anche di curarle e farlo più velocemente, con un controllo da parte del clinico anche da remoto.

Bendaggi intelligenti: dispositivi indossabili avanzati

I bendaggi oggi sviluppati rappresentano dispositivi indossabili molto avanzati. La ricerca in questo campo sta avendo grande risonanza grazie ai numerosi benefici che si possono ottenere da questi tool clinici. Essi permettono un monitoraggio continuo dei parametri vitali dei pazienti, sostituendo le tradizionali misure di laboratorio. Si riduce così la necessità di controlli di routine per il paziente presso il medico, a vantaggio di entrambi.

Esistono alcuni esempi in letteratura clinica di bendaggi intelligenti, cioè non solo in grado di proteggere la ferita e monitorarla, ma anche di curarla attivamente, come quelli con rilascio di farmaco. La maggior parte di quelli sviluppati, in particolare, si basa sulla misura di parametri significativi circa lo stato della lesione. Per citarne alcuni, si misura la temperatura, l’acido urico, il livello di umidità, di lattato e di pressione presente a livello della ferita.

I ricercatori scozzesi hanno però evidenziato un limite dei bendaggi esistenti: nessuno di questi è in grado di misurare allo stesso tempo la temperatura e lo sforzo, nonostante la loro combinazione sia fondamentale per capire lo stato della ferita. La temperatura è indicatore di un eventuale stato infiammatorio o infettivo. Essa può essere usata per capire se il danno stia diventando cronico e come predittore di guarigione. Lo sforzo a livello della pelle, invece, permette di tracciare lo stato di chiusura della lesione e di ricrescita della pelle durante la guarigione.

Un bendaggio veramente smart

Il bendaggio dell’università di Glasgow è il primo a misurare contemporaneamente temperatura e sforzo, permettendo una modulazione dei parametri, come la pressione applicata, così da agire attivamente sul processo di guarigione e velocizzarlo. Gli studi hanno evidenziato che la guarigione delle ferite accelera a determinate condizioni. Ad una temperatura di 36-38 gradi una ferita tende a rimarginarsi più velocemente. Allo stesso modo applicando forze meccaniche controllate si velocizza la neovascolarizzazione e la proliferazione cellulare.

Per svolgere questi compiti, il dispositivo prevede una benda vera e propria che viene applicata sulla ferita, a contatto con la pelle, e uno strato superiore in polidimetilsilossano (PDMS), un polimero molto flessibile. Integrati vi sono dei sensori flessibili per le misure dei parametri di interesse. La trasmissione wireless dei dati misurati dal sensore di temperatura e sforzo è possibile grazie ad una scheda, o tag, NFC (Near Field Condition).

La scheda NFC, a sua volta integrata nello strato in PDMS, è priva di batteria. Essa riceve la potenza necessaria al funzionamento dei sensori dal campo elettromagnetico di uno smartphone in cui la connettività NFC è abilitata. I dati di temperatura e sforzo vengono registrati e processati real-time attraverso un’applicazione installata sullo smartphone stesso, SenseAble.

Un bendaggio intelligente non solo per ferite

Questo bendaggio intelligente è stato pensato principalmente per accelerare la guarigione di ferite proprie della pelle, come piaghe e ulcere. Esistono nella pratica clinica alcuni metodi, come l’innesto di pelle, terapie a pressione negativa e uso di dispositivi di stimolazione nervosa. Tuttavia queste soluzioni rendono necessari cure e monitoraggio frequenti per vederne i progressi. Tutto ciò diventa non necessario usando lo smart bandage, che potrebbe in futuro rientrare effettivamente tra i metodi di cura principali.

Inoltre, il team di Glasgow ha identificato un ulteriore campo di azione del proprio tool. Il loro sistema potrebbe, infatti, permettere di attestare e monitorare in maniera wireless patologie di carattere respiratorio, come asma e COVID19. Come descritto nel loro studio, i ricercatori hanno applicato la benda al torace di un manichino, collegato ad un dispositivo di respirazione esterna, e usato i sensori di sforzo del bendaggio per monitorare l’espansione del torace durante inspirazione ed espirazione, al fine di verificare eventuali anomalie respiratorie.