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Sci Adv:科学家开发出一种新型基于水凝胶的传感器 或能检测机体发生的伤口感染!

2021-11-26 00:00:03生物谷
核心提示:来自新加坡国立大学等机构的科学家们通过研究开发了一种基于凝胶的传感器,其或能用来检测开发性伤口中所发生的感染,文章中,研究人员描述了其所开发的传感器以及当进行检测时这种传感器是如何发挥作用的。

2021年11月25日 讯 /生物谷BIOON/ --无线技术和生物传感器的结合为检测和管理临床之外的医疗状况提供了一定的可能性,伤口感染就是一个重要的临床挑战,及时检测对于有效进行干预或治疗至关重要,但目前由于缺乏能够与伤口对接、检测致病菌和无线传输数据的检测技术而受到了阻碍。近日,一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“A wireless and battery-free wound infection sensor based on DNA hydrogel”的研究报告中,来自新加坡国立大学等机构的科学家们通过研究开发了一种基于凝胶的传感器,其或能用来检测开发性伤口中所发生的感染,文章中,研究人员描述了其所开发的传感器以及当进行检测时这种传感器是如何发挥作用的。

目前手术部位的感染是住院患者最常见的感染类型,而检测这类感染的标准是通过目视检查或通过实验室培养来进行研究;前者只有在感染后才能够进行,而后者则需要一定的实验时间;这篇研究报告中,研究人员开发了一种新型传感器,其能被直接放置于伤口位点,并能给出合理的快速反应。

研究人员所开发的这种新型传感器是一种DNA水凝胶(DNA hydrogel),其能被特定类型的细菌所分泌的DNase酶所降解,水凝胶中所嵌入的电子装置能够测定水凝胶被降解的程度,如果其在特定参数范围内就能提示感染存在,这时候电子装置就会向智能手机发出警报,研究人员将其称之为“伤口无线感染检测”(WINDOW,wireless infection detection on wounds)。

WINDOW的开发需要研究人员制作一种基于DNA的水凝胶,其要能在潮湿的环境中保持稳定,比如能在皮肤上被发现;最初的测试主要包括将传感器用于从感染者和对照组患者机体中收集的拭子,这两类患者都出现了与糖尿病相关的足部损伤。研究者发现,这种新型的WINDOW设备能区分出大多数情况下的差异,接下来他们将这种新型传感器置于受试小鼠的开放性伤口处,结果发现其能在传感器放置后的24小时内检测到伤口中的感染,即使在出现任何明显的感染迹象之前也是如此。

研究者表示,他们所开发的传感器具有一定的时间敏感性,其仅能使用大约24小时,随后就必须更换新的传感器了。截至目前为止,这种传感器仅能对金黄色葡萄球菌进行监测,但很多其它类型的细菌也会产生DNase酶,这或许就表明这种传感器似乎也能准确检测这些细菌。研究者认为,开发类似的传感器或许也能帮助检测其它类型细菌所产生的其它酶类。

综上,本文研究结果揭示了进行持续感染监测的重要策略,其或能帮助改善手术或患者机体慢性伤口的管理。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

ZE XIONG,SIPPANAT ACHAVANANTHADITH,SOPHIE LIAN, et al. A wireless and battery-free wound infection sensor based on DNA hydrogel, Science Advances (2021). DOI:10.1126/sciadv.abj1617

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