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智慧敷料發展現況與未來挑戰 [趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:技術處  發布日期:2021-10-14 08:00
作者:林怡欣/工研院

一、前言

慢性傷口由於長期處於發炎狀態,讓傷口難以癒合,除了導致醫院門診就診次數增加、門診時間與住院時間延長外,也造成醫療支出居高不下的原因之一。根據英國NHS統計,慢性傷口每年約產生45億至51億英鎊的醫療支出;在美國傷口照護聯盟(American Alliance of Wound Care Stakeholders)研究發現,美國每年傷口照護支出約落在281億至317億美元,形成沉重的醫療負擔。隨著高齡化趨勢,與年齡增長相關的疾病伴隨而生,例如衰弱、癱瘓、糖尿病、動/靜脈疾病、貧血、免疫系統損害、腎功能衰竭、自體免疫疾病與皮膚疾病等,均是造成慢性傷口如壓瘡、腿部潰瘍、糖尿病足部潰瘍以及無法癒合的手術傷口等不易癒合的原因。除了上述疾病以及個人體型、營養狀態、放射治療、血管功能不全等全身性/系統性因素外,其他如乾燥、感染、異常細菌存在、浸漬、壞死、壓力、外傷與水腫等局部性因素與環境因素也都是造成慢性傷口的成因。目前臨床醫師主要仍是以目視檢查或是輔以實驗室檢測來評估傷口癒合狀態,然而隨著醫療支出上漲、醫療人力吃緊,現有被動式傷口照護無法滿足所有照護需求,進而推動「智慧敷料」技術與產品研發,智慧敷料集結多參數感測器,透過非侵入式、可定量傷口數據並以無線傳輸方式提供即時傷口資訊與數據,除了即時掌握傷口現況並提供即時治療,也可有效減少併發症、縮短住院時間;而數位化傷口數據,也可讓醫院醫師進行遠距診療,減少居家訪視次數,進而減少醫療成本。

二、智慧敷料發展現況

目前大多數現有的傷口敷料都是被動式療法,無法主動影響傷口環境的變化,但在某些情況下,可透過先進敷料釋放抗炎藥物、抗生素或抗菌化合物、提供血管生長因子,並吸收過多的組織滲出液以促進傷口組織癒合。縱使如此,現有傷口照護產品仍無法提供傷口床、傷口邊緣的狀態及其癒合資訊,因此,還是必須經常檢查傷口狀態以評估癒合過程以及是否有其他感染風險,像是藉由更換敷料時來檢查傷口癒合狀況,然而過度頻繁更換敷料除了會讓傷口產生疼痛外,也會讓初癒合的傷口再次遭受到破壞,延長癒合時間也增加就診次數與醫療成本,此外,對於偏遠地區的患者來說,長距離的就醫檢查也相對成為另一項負擔。另一方面,傷口癒合過程恢復速率不一,所需的環境與提供的藥物會隨著傷口癒合的程度與時間而有所不同,如何正確使用抗炎藥物,避免產生抗藥性也是相當重要。另外,目前傷口診斷方式主要以目視方式來進行評估,以傷口的損害的深度、位置、大小等物理、生物學和生化學特性進行分類分級,這類診斷方式較為主觀與定性分析,可能因主觀者的不同而有不同的診斷與治療方式。

三、智慧敷料挑戰

智慧敷料雖然在傷口照護提供新的進展,但目前仍有許多關鍵問題亟待克服。首先是剛性的電子裝置須具備靈活性、軟性材質、低功耗、低成本等特性,由於這些嵌入式感測器敷料與傷口接觸,患者感到舒適與否以及是否有感染風險都是首要考量因素;再者,為能源消耗與電源壽命,目前常見的解決方式為採用間歇式數據採樣,而非連續式監測,以降低電力消耗,或是透過遠端或人體收集電源,且為滿足醫療一次性使用需求,也希望能開發出可燃性電池。然而,有時實際狀況並不如理想預期,例如適合穿戴的傷口敷料其電源卻無法達到所需功率的要求,或是合適的電池與軟性電路卻會阻礙敷料讓傷口癒合的能力等;傷口癒合過程會隨著病患身體狀態與環境不同而有變化,因此借用多參數感測器來收集各項生理參數如細胞、分子、電化學、物理等數據來提供完整的解決方案,如目前研究人員正在研發可以同時提供傷口感染、發炎反應、蛋白酶平衡,以及可以調控細胞遷移、增殖和傷口癒合血管生成的表皮和真皮信號轉導途徑,建構傷口癒合先進分子網絡。

四、結論

隨著新興技術開發,將敷料結合微電子感測器、微處理器和無線通信等元件以監測傷口照護,提升治療效果,不僅讓傳統傷口敷料進行可視化、數位化轉型,也為敷料照護帶來新的曙光。過去因慢性疾病、糖尿病、肥胖、壓瘡與血管疾病所導致的慢性傷口,也期望能透過智慧化敷料來提供更佳的療效以及降低醫療人力成本與資源。

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更新日期:2020-04-28

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