پوست به عنوان خارجی ترین لایه بدن، نخستین سد دفاعی در برابر عوامل آسیب زا محسوب می شود؛ از این رو، ترمیم زخم های پوستی یکی از چالش های مهم پزشکی در عصر حاضر به شمار می رود. در این میان، زخم های دیابتی به عنوان شایع ترین نوع زخم های مزمن، به دلیل کاهش ترشح یا عملکرد ناکارآمد انسولین در بدن، فرآیند طبیعی ترمیم زخم را مختل می کنند. پانسمان های هوشمند دسته ای از پوشش های درمانی هستند که علاوه بر تسریع روند ترمیم، امکان پایش شرایط زخم را برای پزشک یا بیمار فراهم می سازند. یکی از شاخص های کلیدی قابل ارزیابی در طول ترمیم زخم، غلظت گلوکز است که تغییرات آن می تواند اطلاعات مهمی در خصوص وضعیت زخم ارائه دهد. هدف از این پژوهش، طراحی و ساخت پانسمان هوشمند دولایه با قابلیت تسریع ترمیم و پایش هم زمان شرایط سطحی زخم در طول زمان است.
در این راستا، لایه اول پانسمان شامل حسگر الکتروشیمیایی غیرآنزیمی برای تشخیص غلظت گلوکز سطح زخم و لایه دوم شامل بستری هیدروژلی جهت تسهیل ترمیم زخم های دیابتی طراحی شد. به منظور ساخت حسگر، ابتدا زیرلایه گرافنی به روش رسوب شیمیایی فاز بخار سنتز گردید. سپس ساختار پلیمر قالب مولکولی مبتنی بر پلی دوپامین با استفاده از پلیمریزاسیون الکتروشیمیایی مونومر دوپامین هیدروکلرید در حضور گلوکز و حذف گلوکز با محلول اسید سولفوریک، بر سطح گرافن شکل گرفت. ویژگی های ساختاری و عملکردی الکترود ساخته شده با آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، رامان، طیفسنجی مادون قرمز و آنالیزهای میکروسکوپی مورد بررسی قرار گرفت. ارزیابی عملکرد حسگری نشان داد که این حسگر قادر به تشخیص گلوکز در محدوده غلظت گلوکز10 نانومولار تا 2 میکرومولار با حد تشخیص 2 نانومولار است. همچنین، انتخاب پذیری بالای حسگر نسبت به گلوکز در مقایسه با مولکول های مداخله گر مانند سرم آلبومین گاوی، فروکتوز، ساکارز و گالاکتوز، تایید شد. این حسگر همچنین توانایی تشخیص گلوکز در محدوده فیزیولوژیکی 1 تا 6 میلی مولار در بافر فسفات و نیز در نمونه های واقعی سرم را با بازیابی بالا نشان داد. در بخش دوم پژوهش، بستر هیدروژلی بر پایه ژلاتین-آگارز-صمغ عربی با غلظت های مختلف آگارز (0 تا 4 درصد وزنی) طراحی و مورد بررسی قرار گرفت. اثر تغییرات غلظت آگارز بر ویژگی های ریخت شناسی، مکانیکی، تخریب پذیری، تورم، زیست سازگاری سلولی و خاصیت آنتی اکسیدانی مورد ارزیابی واقع شد. نمونه حاوی 3 درصد وزنی آگارز به عنوان ترکیب بهینه با اندازه میانگین تخلخل8/79/25 میکرومتر، مدول کشسانی 01 / 18/0 مگاپاسکال، کرنش شکست 13 5/109 درصد و استحکام کششی 01 / 017/0 مگاپاسکال شناخته شد. این نمونه پس از 14 روز تنها 6 درصد تخریب در محلول بافر فسفات داشت و توانایی جذب آب بالایی برابر با 2/3 3/281 درصد از خود نشان داد. همچنین، بیشترین زنده مانی سلولی (5/5 4/108درصد پس از 5 روز) و بالاترین فعالیت آنتی اکسیدانی (5/1 2/95درصد طی 48 ساعت) را از خود بروز داد. بررسی رفتار تورم هیدروژلها در برابر تغییرات دما و pH نیز بیانگر حساسیت بالا و قابلیت رهایش کنترل شده دارو در محل زخم بود. این هیدروژل در دمای بحرانی 37 درجه سانتی گراد، بیشترین میزان رهایش دارو (7/3 6/42درصد) را نشان داد که می تواند منجر به بهبود و تسریع فرآیند ترمیم زخم های دیابتی شود. یافته های این پژوهش نشان داد که هر یک از اجزای طراحی شدهحسگر غیرآنزیمی گلوکز و بستر هیدروژلی زیست سازگاردارای عملکرد مطلوب و ویژگی های مناسبی برای کاربرد در پانسمان های هوشمند هستند. این نتایج می توانند مبنایی برای توسعه سامانه های یکپارچه پایش و ترمیم زخم در مراحل بعدی تحقیق باشند.