Prawidłowy proces gojenia rany otwartej nie przekracza 8 tygodni. Zdarza się jednak, że w wyniku zaburzeń cyklu fizjologicznego nie dochodzi do całkowitej odbudowy tkanek, co zwiększa ryzyko powikłań i zakażeń, oraz powoduje zaistnienie rany przewlekłej.
- 20 milionów ludzi na świecie zmaga sią z problemem ran przewlekłych.[1]
- Częstotliwość ich występowania wzrasta ze względu na starzejące się społeczeństwo. Rany przewlekłe występują u niemal 15% populacji osób w wieku podeszłym.[2]
- Aż 28% pacjentów po 70 roku życia zmagających się z ranami przewlekłymi, umiera z powodu ich powikłań. To aż 7-krotnie więcej, niż u pacjentów bez patologii gojenia.[3]
Zwycięzca polskiego etapu krajowego tegorocznej edycji Konkursu Nagroda Jamesa Dysona chce rozwiązać ten problem. SmartHEAL to proste w obsłudze, nieinwazyjne i tanie narzędzie diagnostyczne ran przewlekłych, umożliwiające natychmiastowe wykrycie zmian pH skorelowanych ze stanem zapalnym i tym samym dobranie właściwego leczenia, bez konieczności zdejmowania opatrunku. Zespół aktualnie kontynuuje prace nad ostatecznym prototypem inteligentnego opatrunku. Pomiar pH w SmartHEAL działa w oparciu o sensor elektrochemiczny. Wysięk z rany dociera do dwóch elektrod – elektrody referencyjnej oraz elektrody wskaźnikowej z warstwą czułą na zmiany poziomu współczynnika. Kwasowość lub zasadowość odczynu jest wyznaczana na podstawie różnicy potencjałów elektrod. Następnie za pomocą anteny RFID wynik będzie odczytywany przez pacjenta lub personel medyczny.
SmartHEAL jest alternatywą dla tradycyjnej metody analizy procesu gojenia ran, opierającej się głównie na subiektywnej ocenie rozmiaru, koloru czy zapachu rany. Bardziej miarodajną, ale zarazem kosztowniejszą i mniej przyjemną dla pacjenta alternatywą, są badania laboratoryjne tkanki pobranej prosto z rany.
W naszych pracach badawczych opracowaliśmy szereg autorskich, nowatorskich kompozytów do wytwarzania elektroniki techniką sitodruku, wykorzystując materiały takie jak nanorurki węglowe, grafen czy płatki srebrowe. Połączenie technologii sitodruku oraz termostransferu w dziedzinie wytwarzania czujników jest niekonwencjonalnym podejściem, które daje szansę na opracowanie rozwiązań sensorycznych w dostosowanej przemysłowo technologii – umożliwiając szybkie przejście z akademickiego prototypu do komercyjnego produktu. Innowacyjne kompozyty tekstroniczne i techniki druku elektroniki, umożliwiają integracje sensora bezpośrednio na powierzchni opatrunku i skalowalną produkcję w cenie poniżej 50 groszy za sensor – wyjaśnia mgr inż. Tomasz Raczyński, lider zespołu SmartHEAL.
Niska cena czyni wynalazek potencjalnie ogólnodostępnym. To szczególnie ważne w obliczu pandemii, która spowodowała ograniczenie dostępu do służby zdrowia dla osób starszych. Rozwiązanie SmartHEAL umożliwia rzadsze wizyty u lekarzy i bardziej ukierunkowane leczenie pacjentom pozostającym w hospitalizacji domowej.
SmartHEAL
Zwycięski zespół krajowej edycji konkursu tworzy trzech studentów Wydziału Mechatroniki Politechniki Warszawskiej. Inżynierów połączyła wspólna pasja do rozwiązań związanych z elektroniką drukowaną. Na co dzień współpracują przy realizacji projektów naukowo-badawczych z wykorzystaniem nowatorskich mikro- i nanokompozytów elektrycznych do zastosowań sensorycznych i telerehabilitacyjnych. Praca naukowa daje im motywację do wymyślania i tworzenia coraz to nowszych koncepcji, a także chęci do wdrażania elektroniki drukowanej do codziennego życia ludzi.
Mgr inż. Tomasz Raczyński (28 l.)– doktorant Politechniki Warszawskiej, lider zespołu SmartHEAL oraz ekspert ds. technologii wytwarzania elektroniki drukowanej.
Mgr inż. Piotr Walter (28 l.)– młody pracownik Politechniki Warszawskiej. W zespole SmartHEAL jest ekspertem w kwestiach elektrochemicznych czujnika pH oraz w integracji medycznej i biozgodności komponentów sensorycznych.
Mgr inż. Dominik Baraniecki (24 l.)– pracuje przy projektach naukowo-badawczych. W zespole SmartHEAL wykorzystuje swoje doświadczenie w pracy z biokompatybilnymi materiałami, elektryką i elektroniką, jak również wiedzę zdobytą przy prowadzeniu działalności gospodarczej.
Od lewej: Dominik Baraniecki, Piotr Walter, Tomasz Raczyński
Dzięki wygraniu krajowego etapu Konkursu Nagroda Jamesa Dysona projekt SmartHEAL otrzyma wsparcie finansowe w wysokości 27 000 złotych. Pozyskane środki ułatwią zespołowi pokrycie bieżących wydatków operacyjnych oraz możliwość bezpośredniego zakupu materiałów do badań, takich jak specjalistyczne bandaże i opatrunki. Pozwoli to na dostosowanie innowacyjnych procesów technologicznych do powszechnie stosowanych materiałów medycznych.
Podczas rozmów z medykami zdaliśmy sobie sprawę ze skali problemu ran przewlekłych. Prawidłowe i szybkie wykrycie zaburzeń procesu gojenia rany i rozwoju drobnoustrojów chorobotwórczych, nie tylko skraca proces leczenia, ale umożliwia zatrzymanie niebezpiecznej dla życia infekcji – wyjaśnia mgr inż. Dominik Baraniecki.
Krajowy Konkurs Nagroda Jamesa Dysona dał nam wiarę, motywacje i środki materialne, aby w dalszym ciągu rozwijać nasz pomysł. Wygrana uświadomiła nam, że projekt ma potencjał i my mamy potencjał, żeby wprowadzić coś do społeczeństwa i rozwinąć nasz pomysł – dodaje mgr inż. Piotr Walter.
Radioaktywne mikroziarna tworzone „na miarę” szansą na skuteczniejsze ratowanie wątroby
Kilka słów od członka jury etapu krajowego:
Tegoroczny zwycięzca krajowej edycji konkursu, SmartHeal, nie tylko zaimponował nam innowacyjnością proponowanego rozwiązania, ale również swoim ogromnym potencjałem. Może to zrewolucjonizować sposób opatrywania ran i w znaczny sposób poprawić komfort i bezpieczeństwo pacjentów. Jest to bardzo dobry projekt, który z pewnością ma szansę na wyróżnienie również w etapie międzynarodowym – komentuje dr Tomasz Łuczyński, jeden z członków jury tegorocznej edycji konkursu.
Zespół zrobił na nas wrażenie swoim podejściem do rozwiązania poważnego problemu leczenia ran oraz chęcią wprowadzenia praktycznego rozwiązania na rynek. Wyraźnie zademonstrował zasady, którymi kierują się zespoły w firmie Dyson i zmierzył się z trudnym wyzwaniem, w nowatorski sposób. Z niecierpliwością czekamy na kolejne etapy rozwoju pomysłów i prototypów – dodaje inżynier marki Dyson Julian Bond.
Zespół na przestrzeni lat stworzył wiele prototypów, w różnej formie. Same sensory pH testowane były w dziesiątkach, w ramach pomiarów laboratoryjnych. Inżynierowie nie są w stanie określić ile dokładnie czasu zajmie finalizacja produktu, ale wiedzą, że każdy kolejny prototyp przybliża ich do celu.
SmartHEAL otrzymuje możliwość przejścia do ścisłego międzynarodowego finału konkursu Nagroda Jamesa Dysona, natomiast Tomasz Raczyński, Piotr Walter i Dominik Baraniecki zamierzają kontynuować prace nad swoim wynalazkiem. Dwa największe wyzwania, jakie stoją obecnie przed zespołem młodych inżynierów to testy kalibracyjne na różnych opatrunkach oraz opracowanie aplikacji do bezprzewodowego odczytu wyników. Międzynarodowa krótka lista zostanie ogłoszona 12 października, natomiast zwycięzców międzynarodowego etapu konkursu poznamy 16 listopada.
Obejrzyj wideo na temat wynalazku na YouTube.
Szybsza regeneracja kości dzięki biologom Uniwersytetu Łódzkiego i polskim naukowcom
Jak kompleksowo zadbać o ranę? Bardzo ważne jest odpowiednie żywienie
Źródło: materiały prasowe
