Healing Large Wounds Fast with Technology

April 14, 2020
switch to THswitch to EN

Healing Large Wounds Fast with Technology


Carnegie Mellon University (CMU) has collaborated with the University of Pittsburgh (Pitt) and five other institutions in other to develop a medical device that helps patients with large wounds to regrow muscle tissue. Researchers can make a major step in rapid therapy by combining artificial intelligence, bioelectronics, and regenerative medicine. This project is funded—$22 million—by the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).


Generally, humans have ability to regenerate their small wounds, but they cannot heal big wounds which more than 20% of a muscle is damaged. 

However, in the near future, the self-healing ability of humans will be improved after applying a device developed by the team. The function of this device is to modify the environment inside big wounds to make them similar to that of small wounds, so the body can heal big wounds the way it heals small wounds.


“Our patch will allow us to heal large scale wounds in half the time it would take a normal wound, with more than 70% restored functional tissue,” said Tzahi Cohen-Karni, an associate Professor at the Departments of Biomedical Engineering and Materials Science and Engineering in CMU.

The team’s device will be implanted inside wounds in order that the device can manipulate key molecules into healing damaged muscles. In this process, the device will be controlled by artificial intelligence.

A schematic that shows the bioengineered patch that will allow for enhanced and accelerated wound healing. (Source: Jonathan Rivnay)


Furthermore, this project has been financially supported by DARPA’s Bioelectronics for Tissue Regeneration program which aims at speeding warfighter recovery. The team consists of leading researchers in the fields of bioelectrical sensors and materials science and engineering, photonics, and bioengineering from Carnegie Mellon University, University of Pittsburgh, Northwestern University, Rice University, University of Vermont, University of Wisconsin, and Walter Reed National Military Medical Center.

This medical device has been still in the early stage of development, and it would take around two years to make it available. Afterward, the next two years will be the stage that researchers work collaboratively with surgeons at Walter Reed, who treat patients with major muscle loss, so the device will be improved until it becomes suitable for rapid therapy. Meanwhile, the researchers will also work with industry partners and the Food and Drug Administration so as to identify and clear regulatory hurdles.

Retrieved from: https://engineering.cmu.edu/news-events/news/2020/03/12-healing-wounds.html

ฟื้นฟูบาดแผลให้เร็วขึ้นด้วยเทคโนโลยี!

มหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอนร่วมมือกับมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์กและสถาบันต่าง ๆ อีกกว่าห้าแห่งในการพัฒนาอุปกรณ์ด้านการแพทย์ ที่สามารถฟื้นฟูเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของผู้บาดเจ็บจากบาดแผลขนาดใหญ่ได้ นักวิจัยสามารถก้าวเข้าสู่อีกขั้นในเรื่องการบำบัดรักษาแบบฉับไว จากการผสมผสานเทคโนโลยี เช่นปัญญาประดิษฐ์  ไบโออิเล็กทรอนิกส์ เวชศาสตร์ฟื้นฟู   โดยโปรเจคนี้ได้รับการสนับสนุนเป็นเงินกว่า 22 ล้านดอลลาร์สหรัฐ จากองค์กรโครงการวิจัยทางความมั่นคงระดับสูง สังกัดกระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกา (DARPA)


โดยปกติแล้ว มนุษย์มีความสามารถในการฟื้นฟูบาดแผลขนาดเล็กของตัวเองได้ แต่พวกเขาไม่สามารถฟื้นฟูบาดแผลขนาดใหญ่ที่กล้ามเนื้อกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ถูกทำลายไปแล้ว 

อย่างไรก็ตาม ในอนาคตอันใกล้ ความสามารถในการรักษาตัวเองของมนุษย์จะถูกพัฒนาขึ้น จากการใช้งานอุปกรณ์ด้านการแพทย์ที่พัฒนาโดยทีมวิจัยนี้  ซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวจะช่วยปรับแต่งโครงสร้างทางชีวภาพในบาดแผลขนาดใหญ่ให้เหมือนกับบาดแผลขนาดเล็ก ดังนั้นร่างกายก็จะสามารถฟื้นฟูบาดแผลขนาดใหญ่ ในวิธีการเดียวกับที่มันฟื้นฟูบาดแผลขนาดเล็กได้


“อุปกรณ์ที่ฝังในแผลของเรา จะช่วยให้เราสามารถรักษาบาดแผลขนาดใหญ่เร็วขึ้น 2 เท่า เทียบกับการรักษาบาดแผลปกติ โดยที่เนื้อเยื่อที่สำคัญจะได้รับการฟื้นฟูกว่า 70 เปอร์เซ็น” รองศาสตราจารย์ซาฮี โคเฮน คาร์นี จากภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ วัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ ของมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน กล่าว

อุปกรณ์ของทีมวิจัยนี้จะถูกฝังไปในบาดแผลของผู้บาดเจ็บ เพื่อที่ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะสามารถควบคุมโมเลกุลที่สำคัญสำหรับการรักษากล้ามเนื้อที่ถูกทำลายได้  ในขั้นตอนนี้ อุปกรณ์จะได้รับการควบคุมจัดการโดยปัญญาประดิษฐ์


A schematic that shows the bioengineered patch that will allow for enhanced and accelerated wound healing. (Source: Jonathan Rivnay)


งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนด้านการเงินจากโครงการ “Bioelectronics for Tissue Regeneration” หรือก็คือโครงการใช้ไบโออิเล็กทรอนิกส์สำหรับการฟื้นฟูเนื้อเยื่อของ DARPA ซึ่งมีเป้าหมายในเรื่องการบำบัดรักษาทหารผ่านศึกอย่างรวดเร็ว  นอกเหนือจากนี้ ทีมวิจัยยังประกอบไปด้วยนักวิจัยมากความสามารถระดับต้น ๆ ในสาขาวิชา ไบโออิเล็กทรอนิกส์เซ็นเซอร์ วัสดุศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ โฟตอนิกส์ และวิศวกรรมชีวการแพทย์ ของมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน มหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น มหาวิทยาลัยไรซ์ มหาวิทยาลัยเวอร์มอนต์ มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน และ Walter Reed National Military Medical Center

ปัจจุบันงานวิจัยนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาอุปกรณ์ โดยจะใช้เวลาประมาณ 2 ปีเพื่อให้มันพร้อมสำหรับการใช้งานจริง หลังจากนั้น 2 ปีถัดไปจะเป็นช่วงของการทดลองที่นักวิจัยจะร่วมมือกับศัลยแพทย์ จาก Walter Reed ซึ่งเป็นศัลยแพทท์ผู้ให้การรักษาผู้บาดเจ็บจากการสูญเสียกล้ามเนื้อ ดังนั้นอุปกรณ์จะได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมสำหรับการรักษาแบบฉับไว ในขณะเดียวกับ นักวิจัยจะทำงานร่วมกับภาคอุตสาหกรรมผู้ให้ความร่วมมือ และองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA) เพื่อให้อุปกรณ์สามารถใช้ได้จริงและถูกต้องตามข้อกำหนดทางกฎหมาย 


Retrieved from: https://engineering.cmu.edu/news-events/news/2020/03/12-healing-wounds.html

Written By: