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病気や創傷などの早期の警告を発する酸素感知液体絆創膏

マサチューセッツ総合病院の研究者と外科医らが、酸素感知液体絆創膏の実用性などを検証しました。

この技術が、病気や創傷などの早期の警告などを発せられる可能性があるとして期待されています。

“Our trial showed that the transparent liquid bandage detected tissue oxygenation as well as the gold standard of an oximeter, which uses old technology, is uncomfortable for the patient, obstructs visual inspection of the tissue, and can give false readings based on lighting conditions and the patient’s movements,” says Conor L. Evans, PhD, the paper’s senior author and a principal investigator at MGH’s Wellman Center for Photomedicine. “The standalone bandage is a major advancement from a wired oximeter that restricts a patient’s movements and is complicated to use.”

参照元：https://www.massgeneral.org/news/press-release/Liquid-bandage-detects-tissue-oxygenation-without-the-drawbacks-of-wired-oximeters
– マサチューセッツ総合病院 Massachusetts General Hospital. DEC | 22 | 2020 –

最初の人間の臨床試験では、マサチューセッツ総合病院（MGH）の研究者とベスイスラエルディーコネス医療センター（BIDMC）の外科医が、移植組織の酸素濃度を測定する酸素感知液体絆創膏の実用性と正確性を検証しました。

Science Advancesに掲載されたこの試験では、リン光材料で作られた新しいペイントオン包帯の性能を、乳房再建手術を受けた女性を対象に、有線組織酸素濃度計（ViOptixデバイス）（組織の酸素化を監視するための現在の標準）と比較しました。

論文の筆頭著者であり、MGHのウェルマン写真医学センターの主任研究員であるコナーL.エバンス博士は話します。

「私たちの試験では、透明な液体絆創膏が組織の酸素化を検出し、古い技術を使用する酸素濃度計のゴールドスタンダードは患者にとって不快であり、組織の目視検査を妨げ、照明条件に基づいて誤った測定値を与える可能性があることを示しました。スタンドアロンの包帯は、患者の動きを制限し、使用が複雑な有線酸素濃度計からの大きな進歩です。」

研究チームは、負傷した兵士の組織移植手術と植皮の失敗率を減らすことを求める国防総省からの要請を受けて、より優れた組織酸素化センサーの構築に挑戦しました。

包帯の基礎となる技術は、軍事医療フォトニクスプログラムの支援を通じて開発されました。

この試験では、整形外科医が患者の腹部から皮膚、脂肪、動脈、血管を採取し、顕微手術で組織と血管を胸部に再付着させる一般的なタイプの遊離皮弁移植手術である乳房再建術で包帯をテストします。

BIDMCの再建外科医および上級著者サミュエルJ.リン医学博士は話します。

「移植組織への血流が中断または不十分な場合、遊離皮弁手術の最大5％が失敗する可能性があり、通常は手術後48時間以内に失敗する可能性があります。これは壊滅的な結果です。移植された組織に到達する酸素の量を監視することにより、外科医は血管の問題をすばやく検出し、移植を救うために介入することができます。」

2017年3月から9月にかけて、乳房再建術を受けた5人の女性が試験に登録されました。

液体絆創膏は、移植された7つのフラップの1 cm x 1 cmの領域に塗られました（2人の女性が両方の乳房を再建しました）。

有線の酸素濃度計も各フラップに配置し、手術後48時間組織の酸素化を監視しました。

包帯は組織自体に到達する酸素の量を測定し、ViOptixは近赤外線分光法で血液中の酸素飽和度を読み取ります。

これは移植片への重要な血流の直接的な測定ではありません。

この研究では、臨床医と研究者が、手術後にカスタムフィルター付きのデジタルカメラで包帯の写真を撮りました。

カメラからのフラッシュが包帯内の燐光物質を励起し、組織に存在する酸素の量に基づいて赤から緑に光りました。

Evans氏らはその後、カメラの必要性を排除し、包帯を自己完結型にする、包帯用の電池式センサーヘッドを開発しました。

プロトタイプ研究はBiomedicalOpticsExpressに掲載されました。

7つのフラップすべてで、包帯によって測定された組織酸素化の変化率が酸素濃度計と相関し、7つのフラップすべてが成功しました。

研究者たちは現在、包帯が酸素不足で失敗しているフラップをどれだけうまく検出するかを研究するための臨床試験を設計しています。

リン氏は話します。

「血流のためのワイヤレス酸素モニタリングデバイスを持つ能力は、潜在的にゲームチェンジャーです。」

酸素感知包帯の臨床応用には、創傷治癒のモニタリング、外傷の組織移植、火傷の植皮、末梢動脈疾患および慢性虚血（血流低下）の影響を受けた手足が含まれます。

リン氏は話します。

「この技術はまた、心臓病やその他の慢性病状の患者の重要な組織変化を検出し、病気が進行していることを早期に警告する信号を提供する可能性があります。そして、私たちがまだ検討していない他の臨床用途がある可能性があります。」

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