歐洲研究人員開發(fā)了一種支持RFID的智能繃帶，旨在根據(jù)濕度水平無線傳輸有關傷口愈合過程的數(shù)據(jù)，從而減少去除患者敷料和物理檢查傷口的需要。

這種智能繃帶由意大利博洛尼亞大學研究人員開發(fā)，由濕度傳感材料、內置的UHF RFID芯片、編織在繃帶中的天線以及使用阻抗測量的現(xiàn)成RFID閱讀器組成，通過RFID傳輸，來確定濕度水平，從而獲悉傷口的健康狀況。

該研究小組正在開發(fā)可以3D打印并內置到商業(yè)繃帶中的原型。研究人員還使用NFC技術測試了該系統(tǒng)，以便用戶可以使用智能手機來無線捕獲數(shù)據(jù)，而不需要專用的RFID閱讀器。

博洛尼亞大學物理學教授比阿特麗斯·弗拉博尼（Beatrice Fraboni）表示，從長遠來看，研究小組希望與科技公司合作，將該解決方案商業(yè)化，并獲得批準開始在真正的患者身上進行測試。

智能繃帶

到目前為止，弗拉博尼說，“該小組已經(jīng)開發(fā)了一系列具有不同層數(shù)和不同吸收特性的繃帶”，這可能會因人的具體傷口和愈合要求而異。例如燒傷愈合過程與手術切口，燒傷的愈合過程需要一些水分，而手術切口中的水分可能表明存在潛在的感染。

“我們的想法是，每種類型的傷口都可以有自己合適的敷料，”弗拉博尼解釋說，“從緩慢滲出的傷口到高度滲出的傷口?！眰鹘y(tǒng)的傷口治療通常需要醫(yī)生和患者經(jīng)歷拆開傷處進行物理檢查的破壞性過程。而去除傷口處的敷料通常會撕裂愈合組織并造成二次損傷，而且這種檢查對于患者來說也可能很耗時，他們通常需要去醫(yī)生那兒檢查傷口。

因此，該研究小組致力于構建一個包括無線智能紡織品的解決方案。繃帶由稱為聚（3,4-亞乙基二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸鹽 (PEDOT:PSS) 的柔性熱電材料制成，這種材料被絲網(wǎng)印刷在紗布上，可以用來識別濕度的變化。RFID芯片連接到兩根穿過織物的天線上。該小組的設計和工程工作包括采用一層材料，一旦檢測到水分，就可以吸收和去除液體，以便下一個讀數(shù)可以反映當前的水分狀況。

智能繃帶系統(tǒng)基于對RFID閱讀器詢問的響應來監(jiān)控阻抗變化。阻抗的變化取決于天線的干濕狀態(tài)。研究小組設計了該系統(tǒng)，以便根據(jù)阻抗的大小調整閱讀器的設置，以檢測適當?shù)膫鞲衅髦?，從而根?jù)各種傷口實現(xiàn)最佳愈合。

弗拉博尼回憶說，開發(fā)該系統(tǒng)首先要選擇材料，他們希望材料具有生物相容性、一次性且便宜。

而PEDOT:PSS能滿足這些要求，因為它可以絲網(wǎng)印刷到兩種不同類型的紗布上——人造紗布和PET紗布。這種材料降低了潛在的制造成本和與制造相關的能源需求，并以線的形式印刷在紗布的中間，同時兩根不銹鋼導電線縫合在導電涂層上，用作RFID天線。RFID芯片使用唯一ID號進行編碼，閱讀器在詢問時會傳輸該ID號。

弗拉博尼進一步解釋說，如果該技術可以直接打印在紗布上，則可以降低制造成本和對環(huán)境的影響。例如，將半導體芯片沉積到傳感器設備中的標準制造過程，以及所使用的化學品和能源，都可以取消。

在典型應用中，醫(yī)生可以將繃帶貼在患者的傷口上，然后患者回家時帶上租賃來的手持UHF RFID閱讀器，該閱讀器帶有特定于此傷口的固件和設置。這樣，可以針對每個患者的不同需要，設置相應的閾值，超過閾值就向醫(yī)生發(fā)送警報。

患者按照指示，以特定的時間間隔（例如每八小時）詢問繃帶中內置的RFID標簽。數(shù)據(jù)將由閱讀器捕獲，并可以顯示在患者的設備屏幕上，同時還可以通過蜂窩連接傳輸給相關的醫(yī)生?？噹У奈ㄒ籌D號與該患者以及基于阻抗的傳感器讀數(shù)相關聯(lián)，這些可以為醫(yī)生提供信息，以表明該患者傷口是如何愈合的。

弗拉博尼說，雖然市面上已經(jīng)有一些RFID系統(tǒng)可以檢測特定應用中的濕度水平，例如監(jiān)測醫(yī)院環(huán)境中的尿布和檢測汽車系統(tǒng)中的泄漏，但智能繃帶的設計更加靈敏，可以檢測5至20微升的濕度水平。

目前，研究人員正在研究原型。計劃是將濕度阻抗傳感器直接構建到商業(yè)繃帶中，以提供傷口愈合管理。預計下一個原型將涉及到可以通過智能手機詢問的NFC版繃帶。研究人員希望與科技公司合作，將產(chǎn)品推向商業(yè)市場。