ضمادة ذكية مبردة تحاكي الجلد لعلاج الجروح بالضوء

مفهوم الابتكار وتصميم الضمادة

تعاون باحثون من جامعة هونغ كونغ للفنون التطبيقية مع زملاء من مؤسسات أكاديمية أخرى في هونغ كونغ والصين لتطوير ضمادة ذكية تحاكي خصائص الجلد الطبيعي. الهدف من هذا الابتكار هو دمج خفض حرارة الجرح مع مقاومة البكتيريا باستخدام الضوء كمحفز.

الضمادة تتألف من طبقتين رقيقتين من ألياف نانوية مدعمة بمركبات متجاوبة مع الضوء المرئي، ما يمنحها القدرة على تبريد المنطقة المصابة وقتل الميكروبات في آن واحد. تم اختيار طريقة ربط خاصة للألياف لتجعل الضمادة مرنة ومتينة مثل البشرة البشرية، مما يضمن راحة المريض وتكيفها مع حركات الجسم.

آلية العمل: التبريد ومكافحة البكتيريا

عند تعرض الضمادة للضوء، تُنشّط الجسيمات النانوية المحتوية على الحديد لتوليد أنواع تفاعلية من الأكسجين التي تهاجم البكتيريا وتخلص منها. في الوقت نفسه، تعمل بنية الضمادة على تشتيت الحرارة الناتجة عن الإصابة وإخراجها إلى الخارج عبر الطبقة الخارجية التي تعكس جزءًا من أشعة الشمس وتصرف الفائض الحراري.

الطبقة الداخلية تمتص الرطوبة من الجرح، بينما تسمح المادة بمرور الهواء وبخار الماء مع الحفاظ على عزل فعال ضد الجسيمات الدقيقة. في محاكاة لضوء الشمس، انخفض سطح الضمادة بنحو أربع درجات مئوية عن الأغطية التقليدية، وانخفضت درجة الحرارة داخل الجرح بمعدل 1.7 درجة مئوية.

النتائج التجريبية وتأثيرها على الشفاء

اختبارات مضادة للبكتيريا أظهرت أن الضمادة eliminated 97.1% من سلالة المكورات العنقودية الذهبية عند تعرضها للضوء الأبيض، وهي نسبة تقارن مع فعالية الأدوية الحيوية دون إلحاق ضرر بالخلايا السليمة.

في تجارب شفاء الجروح، التئمت الإصابات المعالجة بالضمادة بشكل كامل خلال أحد عشر يومًا، وهو معدل شفاء يزيد عن ضعف ما لوحظ في الجروح التي تركت دون علاج أو لُففت بضمادات عادية.

تحليلات جينية كشفت أن الضمادة لا تقتصر على الحماية السطحية بل تُحفّز الجينات المسؤولة عن تكوين أوعية دموية جديدة، وتنقل الخلايا، وإنتاج مواد مضادة للميكروبات طبيعية، بينما تثبط نشاط الجينات المرتبطة بالالتهاب، ما يخلق بيئة مثالية لتجديد الأنسجة.