研究人员旨在通过可穿戴传感器减少导管相关感染

 

住院患者有足够的担心，而不会将意外感染添加到列表中。不幸的是，美国每年约有 250,000 名住院患者发生与导管相关的血流感染，这可能危及生命，延长住院时间并增加与康复相关的成本。

导管相关血流感染最常发生在患者需要中心静脉导管（也称为中心静脉导管）时。这些中心静脉导管插入其中一条大静脉，直接通向心脏。危重患者通常需要它们，并有多种用途，包括快速给药或心脏功能监测。

德克萨斯农工大学生物医学工程系助理教授、德克萨斯农工大学工程实验站远程健康技术与系统中心的研究员Hatice Ceylan Koydemir博士旨在通过新技术解决这个问题。Koydemir和她的团队正在开发一种导管敷料，最终可能有助于减少导管相关血流感染的数量和严重程度。敷料将成为导管的一部分，包括无线传感器，以检测皮肤上非常低浓度的细菌生长。Koydemir最近获得了美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）的资助，以资助她的研究。

“这是我梦寐以求的项目之一，”Koydemir说，因为这项研究可以通过减少这些致命的感染产生广泛的影响。

直接检测细菌

现有的导管无法自动、及时地检测导管插入部位的细菌生长情况。其他研究人员试图通过其他生物标志物（如皮肤pH值的变化）间接检测细菌的存在。Koydemir的研究采用了不同的方法。

“我们的目标是直接检测细菌，”她说。

如果他们的项目成功，导管敷料中的可穿戴传感器将提醒医疗服务提供者细菌生长，而无需他们先取下敷料。

目前，医务人员必须等待感染的体征或症状，例如发烧、发冷或肿胀以及插入部位的引流。肿胀或引流等体征最初可能会被遗漏，因为敷料掩盖了它们。发现感染的延迟可能会使感染恶化。

“我认为应该有一种方法可以更早地发现感染，”Koydemir说。

相比之下，在伤口护理研究中，科学家每毫升使用一百万到十亿个菌落形成单位（CFU）的细菌。CFU 是对样本中存活并能够繁殖成新菌落的细菌数量的估计值。Koydemir希望检测出浓度仅为每毫升100 CFU的细菌。

一旦怀疑感染，医务人员必须等待血液检查结果以确认存在感染。他们可能会决定在等待检测结果时使用抗生素，但提供者不能在不知道存在哪些细菌的情况下开出靶向抗生素。过度使用针对多种细菌的抗生素，包括对身体有益的细菌，会导致抗生素耐药细菌的形成。

Koydemir希望这个项目能够及早发现细菌的生长，并最终针对生长中的细菌提供量身定制的抗生素治疗。量身定制的抗生素治疗可以降低抗生素耐药性。然而，她预计她的研究会遇到一些挑战。

“很难检测到非常非常低浓度的细菌生长，特别是当人们的皮肤化学物质各不相同时，例如，由于汗水，这些化学物质可能会在一天中发生变化，”她说。“我们正试图突破极限，以检测更少的细菌，”Koydemir说。

其他挑战包括使敷料灵活，加入持久的粘合剂以及使用不会引发患者过敏的材料。

土耳其伊斯坦布尔科奇大学机械工程系助理教授莱万特·贝克尔博士是该项目的外部合作者。