Terapie

I sensori a basso costo rilevano rapidamente le infezioni nelle ferite

Credito: Università di Strathclyde, Glasgow

Sensori di carbonio serigrafati a basso costo sono stati utilizzati per rilevare rapidamente i batteri che si trovano comunemente nelle ferite, il che potrebbe aprire la strada a un dispositivo medico in tempo reale.

Uno studio condotto dall’Università di Strathclyde e dal NHS Ayrshire & Arran ha utilizzato sensori elettrochimici portatili sensibili, che hanno rilevato infezioni nei campioni clinici entro mezz’ora, molto più rapidamente degli attuali test di laboratorio ospedalieri.

Pubblicità e progresso

Il rilevamento dell’infezione nella pratica clinica può essere costoso e in genere richiede almeno 48 ore per i metodi di laboratorio gold standard di rilevamento dell’infezione della ferita e identificazione batterica.

Campioni misurati

In una collaborazione con i medici del NHS Ayrshire & Arran, sono state raccolte medicazioni e tamponi da pazienti con ulcere del piede legate al diabete presso l’ospedale universitario di Ayr. Questi campioni sono stati quindi misurati presso l’Università di Strathclyde utilizzando il nuovo sensore, che ha rivelato che la presenza di un’infezione batterica può essere rilevata rapidamente.

Nel lavoro preliminare che ha portato a questo studio clinico i sensori sono stati utilizzati per rilevare il Proteus mirabilis, uno dei tipi di batteri più comuni riscontrati nelle ferite . Questo organismo si trova comunemente nel tratto gastrointestinale umano e fa parte della normale microflora del corpo, ma può causare malattie in coloro che hanno un sistema immunitario compromesso o ferite.

Lo studio peer reviewed, che ha vinto il Best Paper Award all’annuale World Congress on Electrical Engineering and Computer Systems Science a luglio, descrive il rilevamento elettrochimico in tempo reale dell’agente patogeno, con la crescita rilevata nei test di laboratorio un’ora dopo l’inoculazione del campione.

La tecnica elettrochimica adottata misura l'”impedenza” elettrica di un campione su un’ampia gamma di frequenze del segnale elettrico, creando spettri formati dalla misurazione di come la corrente scorre attraverso lo strato batterico a ciascuna frequenza. È possibile indagare le modifiche di questi spettri nel tempo, fornendo informazioni sul contenuto microbiologico del campione. Questo e un approccio matematico unico allo studio degli spettri hanno portato alla concessione di brevetti per il metodo.

Benessere del paziente

Le infezioni associate all’assistenza sanitaria (HAI) rappresentano una minaccia significativa per il benessere del paziente, con conseguente aumento dei tempi di trattamento, dei costi e delle malattie. Le infezioni delle ferite sono una forma comune di HAI.

Uno studio di ricerca commissionato dal governo scozzese pubblicato a giugno che ha coinvolto Strathclyde ha suggerito che l’1% dei pazienti sviluppa infezioni associate all’ospedale (HAI), che costano al NHS Scotland più di 46 milioni di sterline all’anno.

I ricercatori ritengono che la tecnologia abbia il potenziale per essere incorporata in un dispositivo di monitoraggio delle ferite in tempo reale conveniente in grado di rilevare rapidamente l’infezione, il che potrebbe ridurre notevolmente il rilevamento dell’infezione della ferita e i tempi di identificazione in ambito clinico.

Aiden Hannah, un ricercatore di ingegneria biomedica dell’Università che ha svolto questo lavoro, afferma che “mentre una serie di altri batteri è stata rilevata utilizzando la spettroscopia di impedenza elettrochimica, per quanto ne sappiamo, questo è il primo studio segnalato di Proteus mirabilis in tempo reale. rilevamento mediante un elettrodo di carbonio serigrafato privo di etichette.

“La capacità dei nostri sensori a basso costo di rilevare rapidamente la presenza di infezione nei campioni di ferite cliniche evidenzia il loro potenziale per l’adozione nei dispositivi di monitoraggio delle infezioni point-of-care. La capacità di monitorare lo stato dell’infezione in tempo reale, consentirebbe un intervento precoce e migliorerebbe prognosi.”

Ulcere da diabete

Il consulente diabetologo per NHS Ayrshire & Arran, il professor Andrew Collier, che ha fatto parte dello studio con la podologo senior Danielle Main, afferma che “le ulcere del piede diabetico sono, purtroppo, comuni, con il rischio di un’ulcera che si aggira intorno al 15-25 percento.

“L’infezione è comune e può portare all’amputazione degli arti inferiori se non trattata precocemente e in modo aggressivo. La diagnosi precoce e il trattamento appropriato dell’infezione ridurranno significativamente il rischio di amputazione, con tre amputazioni su quattro prevenibili.

“La diagnosi precoce dell’infezione dimostrata in questo studio avrà un impatto significativo sia sull’individuo con un’ulcera del piede diabetico che sulle risorse del SSN”.

La ricerca è stata pubblicata negli Atti del 7th World Congress on Electrical Engineering and Computer Systems and Science .

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