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長期久坐、久臥容易導致壓瘡。

長期久坐輪椅容易導致壓瘡。Credit: Sean McGrath@Flickr CC BY 2.0

壓瘡的原因與壓力量測

人如果久坐或久臥,部分區域因為壓迫,缺乏血流給予軟組織養分,造成壞死,產生所謂的壓瘡或褥瘡。而這些區域常見在身體有骨頭突出的位置,像是腳踝側面,股骨和尾椎。研究發現,患者因為壓瘡產生,死亡率為沒有壓瘡患者的2.8倍。因此,不少醫學工程領域的研究者,開發壓力量測裝置,嵌入輪椅椅墊、床墊、糖尿病患者的鞋墊或乾脆特製一條專用壓力感應短褲,就可提供壓力分佈的資訊,可用來提醒患者調整姿勢以預防壓瘡發生,壓力大小儼然成為壓瘡形成的間接指標,那麼有沒有更直接的指標呢?

更為直接的皮膚阻抗量測

所謂更為直接的指標,就是可以用直接的生理數據來界定壓瘡,也就是局部細胞的壞死。美國加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)的研究員發明了一種「智慧貼布」,可以偵測看不見的壓瘡,也就是當皮膚外觀還沒有明顯特徵時,就根據皮膚底下組織的變化,來判定壓瘡的嚴重性。因為當肉眼可以見到壓瘡時,已經不好治療了。這個「智慧貼布」的設計,是將許多的電極列印在薄而柔軟的膜片上,這些電極間會釋放小電流,然後,根據電極下面組織間的電流在不同頻率的狀況,產生一個空間圖這樣的技術稱作「阻抗頻譜」(impedance spectroscopy)。這樣做能看到什麼訊息呢?原來是當細胞正常時,細胞膜相對滲透性低,形同細胞的絕緣裝置,此時細胞可比做是一個「電容」。而當細胞開始壞死,細胞膜開始破掉,電訊號漏出,這時候可想做是一個「電阻」

假設與動物實驗

要驗證這樣的假設和理論不難,首先要模擬因為壓力造成的可能壓瘡區域。研究員用兩塊磁鐵夾住老鼠的一小塊皮膚,然後讓老鼠自由活動1~3小時。這個小區域的壓迫造成局部血流減少,進而發炎和缺氧,加速細胞壞死。接下來三天,用「智慧貼布」,收集這塊區域的組織間電阻訊號。如此這個電阻訊號可以和細胞膜通透性做連結,了解細胞壞死的狀況。實驗結果和假設相當吻合,一小時的磁鐵壓力產生輕微且可回復性的細胞傷害;三小時的磁鐵壓力產生永久性的傷害。

什麼時候使用「智慧貼布」呢?研究團隊期望這樣的產品,可以用在臨床上對臥床患者的壓瘡檢查,可以定期針對患者身體特定區域做檢查。此外,如果將這個產品整合於現有的傷口敷料繃帶,也可以用來了解細胞如何復原。

文章參考:UC Berkeley
圖片來源:Sean McGrath@Flickr  CC BY 2.0
原文參考:nature communications


作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。