Geavanceerde wondverbanden met geïntegreerde helingsensoren voor real-time infectiemonitoring

Multifunctionele antimicrobiële verbanden zijn ontwikkeld die fluorescente sensoren bevatten die helder oplichten onder UV-licht als infectie begint in te zetten en gebruikt kunnen worden om de helingsvoortgang te monitoren. De slimme verbanden benutten de krachtige antibacteriële en antifungale eigenschappen van magnesiumhydroxide.

Ze zijn goedkoper te produceren dan zilver-gebaseerde verbanden maar even effectief in het bestrijden van bacteriën en schimmels, met hun antimicrobiële kracht die tot een week aanhoudt. Momenteel is de enige manier om de voortgang van wonden te controleren door verbanden te verwijderen, wat zowel pijnlijk als riskant is en pathogenen de kans geeft aan te vallen. In staat te zijn om gemakkelijk te zien of er iets misgaat, zou de behoefte aan frequente verbandwisselingen verminderen en helpen wonden beter te beschermen.

Hoewel magnesium bekend is om antimicrobieel, anti-inflammatoir en hoog biocompatibel te zijn, is er weinig praktisch onderzoek geweest naar hoe het op medisch relevante oppervlakken zoals verbanden en bandages gebruikt kon worden. Het team ontwikkelde fluorescente magnesiumhydroxide-nanosheets die zich aan de kurkels van verbandvezels kunnen aanpassen.

Het onderzoeksteam synthetiseerde de nanosheets, die 10.000 tot 100.000 keer dunner zijn dan een menselijk haar, en bedde ze in een batch nanovezels. De magnesiumhydroxide-nanosheets reageren op veranderingen in pH, wat ze ideaal maakt voor gebruik als sensoren om heling te volgen.

Gezonde huid is van nature licht zuur terwijl geïnfecteerde wonden matig alkalisch zijn. Onder UV-licht schitteren de nanosheets helder in alkalische omgevingen en vervagen in zuure omstandigheden, wat de verschillende pH-niveaus aangeeft die de stadia van wondheling markeren. De nanosheets zijn eenvoudig te integreren op elke biocompatibele nanovezel, wat betekent dat ze vervolgens op standaard katoenen verbanden gedeponeerd kunnen worden.

Labortests lieten zien dat de magnesiumhydroxide-nongsheets niet-giftig waren voor menselijke cellen terwijl ze opkomende pathogenen als medicijn-resistente gouden stafylokokken en Candida auris vernietigden. Het proces om de fluorescente nanosheets te maken was eenvoudig om te schalen voor potentiële massaproductie.