
糖尿病足溃疡是糖尿病患者面临的高危并发症之一。一旦错过**治疗窗口,轻则组织坏死,重则面临截肢风险。然而,传统伤口管理依赖反复抽血或侵入性检测,不仅给患者带来痛苦,也难以实现连续动态监测。如今,一款兼具"肉眼可见"与"数据量化"双重功能的智能伤口贴片,或将彻底改变这一现状。
韩国科学技术院(KAIST)于5月14日宣布,由该院机械工程学系杰出教授朴仁奎(Inkyu Park)领衔,联合韩南大学河志焕(Ji-Hwan Ha)教授、韩国机械与材料研究院郑俊浩(Junho Jeong)研究员,以及美国加州理工学院高伟(Wei Gao)教授组成的跨国联合研究团队,成功研发出一款无线、无电池光电多模态传感器贴片,专门用于糖尿病足溃疡的管理与监测。相关成果已发表于国际**期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)。
纳米纤维敷料变色预警,肉眼即可判断伤口恶化
该贴片的核心创新之一,在于将光电传感器与功能性敷料深度融合。研究团队采用静电纺丝技术——一种利用电场将溶液拉伸成远比头发丝更细的纳米纤维的制造工艺——制备出具有生化响应能力的功能性纳米纤维敷料。
这款敷料能够对糖尿病足伤口处出现的葡萄糖浓度升高和酸碱度(pH值)变化产生响应,并直观地改变颜色。换言之,一旦伤口状况恶化,敷料颜色随之改变,患者或医护人员无需任何专业仪器,凭肉眼即可捕捉到危险信号。这种非侵入式的长期追踪方式,既避免了切开皮肤或抽血的痛苦,又能对可能引发组织坏死的异常征兆实现早期预警。
为进一步提升诊断精度,研究团队在敷料中嵌入了光电系统。贴片内置的发光二极管(LED)与光电二极管协同工作:LED照射敷料,光电二极管检测反射光强度,并将敷料颜色变化转换为电信号输出。与普通摄像头成像方案相比,这一方案受环境光线干扰更小,所提供的数据更为准确、稳定,有效弥补了视觉判断在不同光照条件下的局限性。
近场通信实现无源供电,智能手机即可完成全程管理
在供电与数据传输方面,该贴片同样实现了重要突破。团队采用基于近场通信(NFC)技术的柔性电路设计,使贴片完全摆脱了对独立电池的依赖。当智能手机靠近传感器时,贴片通过NFC无线接收能量并启动运行,同时将实时监测数据传输至手机端应用程序。
这意味着,患者和医护人员无需携带复杂的外接设备,仅凭一部普通智能手机,便可随时查看葡萄糖浓度、pH值和创口温度等关键指标,并据此及时调整治疗方案。无线化、无电池化的设计,也大幅降低了贴片的体积与重量,减少了对患者日常活动的干扰。
研究团队指出,该技术同时提供直觉性视觉信号(敷料变色)与量化电子数据(传感器读数)两种维度的信息,对患者几乎不造成任何身体负担,临床应用价值极高。持续的伤口监测还有望减少患者因频繁就医复查而承受的经济与时间成本,从根本上改善糖尿病患者的生活质量。
从"每日刺手指"到并发症超前预警的技术跨越
朴仁奎教授表示:"这项研究起初是为了减轻每天不得不用针刺手指的糖尿病患者的痛苦,最终发展成为一项针对并发症的超前预警技术。未来,这项技术将成为核心平台,不仅可扩展至糖尿病的无创血糖检测,还可延伸至多种慢性疾病的诊断管理。"
从全球市场来看,糖尿病足溃疡的治疗与管理是一个需求庞大且尚未被充分满足的领域。据国际糖尿病联盟数据,全球糖尿病患者已超过5亿人,其中约15%一生中会发生足溃疡,而溃疡一旦感染失控,截肢风险高达20%以上。韩美联合团队此次的技术突破,为这一临床难题提供了兼顾可穿戴性、实时性与低负担的系统性解决方案。
对于国内从事柔性电子、智能医疗器械及慢病管理领域的研发与产业化团队而言,这一研究路径颇具参考价值——将功能性材料(纳米纤维敷料)与传感技术(光电系统)、无线通信(NFC无源供电)三者有机整合,是推动可穿戴医疗设备从"单点监测"迈向"系统化慢病管理"的关键思路。随着国内糖尿病患病率持续攀升,具备类似功能的国产智能伤口管理产品,有望在院外延伸护理场景中占据重要地位。