本發(fā)明涉及傷口炎癥的檢測和給藥，尤其涉及一種用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料及應用。

背景技術：

1、慢性傷口是繼發(fā)于人口老齡化、肥胖和糖尿病等社會發(fā)展問題的一大重要臨床醫(yī)療難題。慢性傷口除了引起患者疼痛、感染、功能喪失，甚至截肢，也給患者及其家人帶來沉重的負擔。臨床實踐中傷口通常作為其他疾病的并發(fā)癥進行處理，在臨床治療上容易受到忽視，臨床醫(yī)生通常在慢性傷口診斷和治療方面專業(yè)化程度不高，導致慢性傷口護理資源缺乏有效配置，臨床意見不一致，傷口愈合時間延長。因此，慢性傷口管理是一個重要且被忽視的領域。

2、傳統(tǒng)的慢性傷口評估方法主要基于肉眼觀察和臨床經(jīng)驗，具有高度主觀性，容易得出不準確的結(jié)論，無法滿足個性化的傷口管理需求。而臨床上準確的實驗室分析依賴血液分析這一金標準，不僅需要復雜的樣本制備、大型的設備和專業(yè)人員的參與，同時也不可避免地給傷口帶來不適和感染風險，具有不連續(xù)性和偶發(fā)性，因此不能對慢性傷口愈合提供及時有效的反饋。目前已有部分傳感器通過檢測ph值、葡萄糖和溫度這些生理和化學參數(shù)作為傷口愈合進程的指標，但提供的信息有限，且僅止步于傷口檢測，不能有效滿足閉環(huán)檢測治療這一臨床需求。因此，開發(fā)一種可以在傷口部位量化傷口狀態(tài)的原位分析，準確診斷慢性傷口愈合情況，同時通過抑菌藥物控釋，對傷口進行按需給藥的智能傷口敷料對慢性傷口的初步診斷、個性化管理以及傷口治愈具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料及應用，以解決傷口炎癥的無線即時檢測和抑菌治療問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：一種用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，所述智能傷口敷料自上而下依次包括：

3、生物敏感水凝膠，包含具有生物活性的精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸多肽序列，用于對傷口中基質(zhì)金屬蛋白酶進行生物識別，并根據(jù)基質(zhì)金屬蛋白酶濃度控制釋放抗菌藥物；

4、電極封裝層；

5、柔性叉指電極；

6、器件封裝層；

7、信號傳輸天線，連接柔性叉指電極，用于數(shù)據(jù)的收集和傳輸；

8、皮膚粘附層，用于和皮膚之間的粘附。

9、進一步地，所述生物敏感水凝膠采用光固化法制備得到，具體為：將10mg甲基丙烯酰化明膠加入100ml溶有2mg/ml光引發(fā)劑irgacure?2959的pbs緩沖液中，在37℃攪拌至完全溶解，加入100ml濃度為85mg/ml的銀納米顆粒分散液，混合均勻，得第一溶液；取10～30ml第一溶液滴加至叉指電極表面，8w、365nm紫外光照射交聯(lián)20分鐘。

10、進一步地，所述銀納米顆粒分散液通過在陰離子存在下進行抗壞血酸/檸檬酸還原法制備得到，具體為：將2ml質(zhì)量濃度為1％的檸檬酸鈉，0.5ml質(zhì)量濃度為1％的硝酸銀和0.4ml、20mm的氯化鈉依次加入2.1ml水中，攪拌5分鐘，得第二溶液；將第二溶液加入含有100ml、0.1m抗壞血酸溶液的94.9ml沸水中，繼續(xù)沸騰攪拌1小時，得銀納米顆粒分散液。

11、進一步地，所述電極封裝層采用環(huán)氧樹脂材料，通過旋涂和紫外光固化制備，厚度為1～5μm，覆蓋于柔性叉指電極的叉指部分，用于確保在較低頻率下獲得頻率響應信號。

12、進一步地，所述器件封裝層采用聚二甲基硅氧烷材料，厚度為50～200μm，用于對信號傳輸天線進行封裝形成保護。

13、進一步地，所述信號傳輸天線的電感為0.2～0.5μh。

14、進一步地，所述柔性叉指電極和信號傳輸天線通過焊接實現(xiàn)電氣連接。

15、進一步地，所述皮膚粘附層采用聚氨酯。

16、優(yōu)選的，還包括無線終端，與信號傳輸天線耦合，用于實現(xiàn)慢性傷口愈合情況檢測信號的無線讀出。

17、本發(fā)明還提供一種上述智能傷口敷料的應用，具體為：將所述智能傷口敷料貼附于傷口，用于傷口基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和/或藥物控釋。

18、本發(fā)明的有益效果如下：

19、本發(fā)明提供了一種低成本的智能傷口敷料以動態(tài)檢測傷口情況，并按需給藥。智能傷口敷料通過生物響應水凝膠和無線無源射頻技術對基質(zhì)金屬蛋白酶濃度進行動態(tài)檢測，得到可以量化的指標來表征傷口炎癥狀態(tài)，并輔以銀納米顆粒遞送進行治療，形成閉環(huán)的檢測治療系統(tǒng)。將射頻技術、生物敏感水凝膠與柔性電子技術相結(jié)合，構建了無線無源的柔性射頻傳感器件，實現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化、集成化和柔性化，為慢性傷口患者提供低成本個性化的傷口管理治療方案。因此，本發(fā)明的裝置及方法可廣泛用于慢性傷口炎癥的檢測和給藥。

技術特征：

1.一種用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，所述智能傷口敷料自上而下依次包括：

2.根據(jù)權利要求1所述用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，所述生物敏感水凝膠(1)采用光固化法制備得到，具體為：將10mg甲基丙烯?；髂z加入100ml溶有2mg/ml光引發(fā)劑irgacure?2959的pbs緩沖液中，在37℃攪拌至完全溶解，加入100ml濃度為85mg/ml的銀納米顆粒分散液，混合均勻，得第一溶液；取10～30ml第一溶液滴加至叉指電極表面，8w、365nm紫外光照射交聯(lián)20分鐘。

3.根據(jù)權利要求2所述用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，所述銀納米顆粒分散液通過在陰離子存在下進行抗壞血酸/檸檬酸還原法制備得到，具體為：將2ml質(zhì)量濃度為1％的檸檬酸鈉，0.5ml質(zhì)量濃度為1％的硝酸銀和0.4ml、20mm的氯化鈉依次加入2.1ml水中，攪拌5分鐘，得第二溶液；將第二溶液加入含有100ml、0.1m抗壞血酸溶液的94.9ml沸水中，繼續(xù)沸騰攪拌1小時，得銀納米顆粒分散液。

4.根據(jù)權利要求1所述用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，所述電極封裝層(2)采用環(huán)氧樹脂材料，通過旋涂和紫外光固化制備，厚度為1～5μm，覆蓋于柔性叉指電極(3)的叉指部分，用于確保在較低頻率下獲得頻率響應信號。

5.根據(jù)權利要求1所述用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，所述器件封裝層(4)采用聚二甲基硅氧烷材料，厚度為50～200μm，用于對信號傳輸天線進行封裝形成保護。

6.根據(jù)權利要求1所述用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，所述信號傳輸天線(5)的電感為0.2～0.5μh。

7.根據(jù)權利要求1所述用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，所述柔性叉指電極(3)和信號傳輸天線(5)通過焊接實現(xiàn)電氣連接。

8.根據(jù)權利要求1所述用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，所述皮膚粘附層(6)采用聚氨酯。

9.根據(jù)權利要求1所述用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料，其特征在于，還包括無線終端，與信號傳輸天線(5)耦合，用于實現(xiàn)慢性傷口愈合情況檢測信號的無線讀出。

10.一種權利要求1-9任一項所述智能傷口敷料的應用，其特征在于，將所述智能傷口敷料貼附于傷口，用于傷口基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和/或藥物控釋。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于基質(zhì)金屬蛋白酶檢測和給藥的智能傷口敷料及應用。該智能傷口敷料包括生物敏感水凝膠、電極封裝層、柔性叉指電極、器件封裝層、信號傳輸天線、皮膚粘附層。所述生物敏感水凝膠用于對基質(zhì)金屬蛋白酶的生物識別和抗菌藥物的搭載及控制釋放，所述柔性叉指電極和信號傳輸天線通過焊接實現(xiàn)電氣連接，用于數(shù)據(jù)的收集和傳輸。本發(fā)明通過生物敏感水凝膠和無線無源射頻技術對傷口中基質(zhì)金屬蛋白酶的濃度進行動態(tài)檢測，實時反映傷口炎癥情況，并按需遞送銀納米顆粒進行抑菌治療，從而實現(xiàn)傷口的閉環(huán)管理，為慢性傷口提供了一種個性化的檢測和治療一體化平臺。

技術研發(fā)人員：劉清君,施政涵,鄧培雪,周立昂,劉曄,方飛越
受保護的技術使用者：浙江大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19