Nagroda Jamesa Dysona dla inteligentnego opatrunku z PW

Projekt absolwentów Wydziału Mechatroniki zwyciężył w krajowym etapie konkursu o Nagrodę Jamesa Dysona. Inteligentny opatrunek SmartHEAL ma pomóc w gojeniu się ran przewlekłych.

Ocena stanu gojenia się rany i wykrycie stanu zapalnego ma kluczowe znaczenie dla ustalenia najlepszej metody leczenia. Szacuje się, że na świecie z problemem ran przewlekłych zmaga się ok. 20 mln osób. Spośród pacjentów po 70. roku życia, aż 28% umiera z powodu powikłań.

– Podczas rozmów z medykami zdaliśmy sobie sprawę ze skali problemu. Prawidłowe i szybkie wykrycie zaburzeń procesu gojenia rany i rozwoju drobnoustrojów chorobotwórczych nie tylko skraca proces leczenia, ale umożliwia zatrzymanie niebezpiecznej dla życia infekcji – podkreśla mgr inż. Dominik Baraniecki.

Tradycyjne metody analizy procesu gojenia ran opierają się na subiektywnej ocenie ich rozmiaru, koloru, zapachu lub temperatury. Alternatywę stanowią laboratoryjne badania tkanki pobranej prosto z rany. Są one jednak kosztowne, czasochłonne i wieloetapowe, przez co mniej przyjemne dla pacjenta.

Przypadek? Nie sadzę

Trzech absolwentów Wydziału Mechatroniki PW: mgr inż. Tomasz Raczyński, mgr inż. Piotr Walter i mgr inż. Dominik Baraniecki opracowali rozwiązanie, które może rozwiązać ten problem. Twórcy, eksperci w dziedzinie elektroniki, nanotechnologii i inżynierii biomedycznej, spotkali się w maju tego roku podczas MedTech-Athonu. Cały program i maraton projektowy zorganizowali: Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii CEZAMAT, Centrum Zarządzania Innowacjami i Transferem Technologii Politechniki Warszawskiej oraz Szkoły Doktorskie PW.

– W niespełna 48 godzin opracowaliśmy ideę i technologię SmartHEAL. Od tego czasu ciężko pracowaliśmy i stworzyliśmy nasz pierwszy prototyp – mówi mgr inż. Tomasz Raczyński, obecnie doktorant Politechniki Warszawskiej i lider zespołu.

Autorskie i nowatorskie rozwiązanie

SmartHEAL to inteligentny czujnik pH zintegrowany z opatrunkiem na rany. Monitorując wartości pH, można ocenić stan rany i wykryć infekcję bez zdejmowania opatrunku, a tym samym bez naruszania tkanek.

– Pomiar działa w oparciu o sensor elektrochemiczny. Wysięk z rany dociera do dwóch elektrod – referencyjnej oraz wskaźnikowej z warstwą czułą na zmiany poziomu współczynnika. Kwasowość lub zasadowość odczynu jest wyznaczana na podstawie różnicy potencjałów elektrod. Następnie za pomocą anteny RFID wynik jest odczytywany przez pacjenta lub personel medyczny – wyjaśnia mgr inż. Piotr Walter, doktorant PW i pracownik CEZAMAT-u. – Dzięki odczytowi RFID opatrunek nie potrzebuje wbudowanego zasilacza ani baterii – dodaje.

– W naszych pracach badawczych opracowaliśmy szereg autorskich, nowatorskich kompozytów do wytwarzania elektroniki techniką sitodruku, wykorzystując materiały takie jak nanorurki węglowe, grafen czy płatki srebrowe. Połączenie technologii sitodruku oraz termostransferu w dziedzinie wytwarzania czujników jest niekonwencjonalnym podejściem, które daje szansę na opracowanie rozwiązań sensorycznych w dostosowanej przemysłowo technologii – umożliwiając szybkie przejście z akademickiego prototypu do komercyjnego produktu – zaznacza mgr inż. Tomasz Raczyński.

Oprócz skalowalności zaletą rozwiązania ma być również jego cena. – Łącząc nasze nowatorskie materiały elektroniczne z niedrogimi metodami produkcji przemysłu tekstylnego, możemy zaoferować koszt ok. 50 groszy za sensor – dodaje mgr inż. Piotr Walter.  

Pierwszy prototyp, pierwszy sukces

Zespół wziął udział w konkursie o Nagrodę Jamesa Dysona. Brytyjski miliarder poszukuje wynalazków i nowatorskich konstrukcji, które rozwiązują praktyczne problemy z życia codziennego. W ubiegłym roku w krajowym etapie konkursu zwyciężył projekt XTRUDE ZERO autorstwa studentów PW i Uniwersytetu w Edynburgu. Tym razem najlepszy okazał się SmartHEAL zgłoszony przez trzech absolwentów Wydziału Mechatroniki.

Dzięki wygranej zespół otrzyma wsparcie finansowe, które pozwoli na zakup materiałów do dalszych badań – specjalistycznych bandaży i opatrunków. Umożliwi to dostosowanie innowacyjnych procesów technologicznych do powszechnie stosowanych materiałów medycznych.

– Krajowy konkurs dał nam wiarę, motywację i środki materialne, aby w dalszym ciągu rozwijać pomysł. Wygrana uświadomiła nam, że projekt ma potencjał i my mamy potencjał, aby wprowadzić rozwiązanie przydatne dla społeczeństwa – mówi mgr inż. Dominik Baraniecki.

12 października ogłoszona zostanie krótka lista projektów, które ubiegać się będą o główną nagrodę w konkursie międzynarodowym. Zwycięzcę poznamy 16 listopada.