关节置换感染？电刺激可以解决这个问题

你可能认识膝关节或髋关节置换术的人。如果不是这样的话，你很有可能，因为对这些手术的需求预计将继续增长。

图片显示了生物膜破坏装置（BDD）的工作原理模拟。学分：Douglas Levere/布法罗大学。

虽然取得了广泛的成功，但并非所有的联合替换都按计划进行。感染是一个严重的问题，往往需要昂贵和痛苦的后续手术。

这可能会变得不那么普遍。

研究人员正在研制一种医疗设备，它可以向关节置换器或任何插入体内的金属提供低电压。电信号创造了一个抗菌的环境，可以在感染成为问题之前阻止感染。

“我们的目标是消除后续手术的需要。我们认为我们可以在问题开始前消灭引起感染的细菌，”加伍德医疗设备公司总裁兼首席执行官韦恩·培根（Wayne Bacon）说。加伍德医疗设备公司是布法罗的一家初创公司，在布法罗大学布法罗基因组学和数据分析研究所（Big）的协助下开发生物技术。

从教授的实验室开始

这一创新的种子被称为生物膜破坏装置（BDD），诞生于马克·埃伦斯伯格（Mark Ehrensberger）博士的实验室，他是UB生物医学工程系的副教授，是工程与应用科学学院和UB的雅各布斯医学与生物医学科学学院的联合项目。

Ehrensberger开发了Garwood从UB获得许可的电刺激方法。为了将这项技术推向市场，加伍德与Big合作，Big是安德鲁·M·库莫州长经济发展努力的一部分，旨在进一步发展水牛尼亚加拉作为生物信息学和生命科学的中心。

加伍德还与UB的纽约州材料信息学卓越中心、UB大数据和健康科学先进技术中心以及UB计算研究中心合作。此外，它最近被帝国发展公司的技术转让计划所接受。

加伍德很快进入了UB及其合作伙伴在布法罗创建的创业生态系统。UB负责研究和经济发展的副总裁Christina P.Orsi说：“他们拥有一套创新的、节省成本的医疗设备，准备成为该地区又一家成功的生命科学初创公司。”

Jackson Hobble，加伍德和UB校友的生物医学工程师，在该公司的实验室工作。学分：Douglas Levere/布法罗大学。

设备的工作原理

BDD系统包括两个电极皮肤贴片，一个产生低压电的机器和一个针（大约一个缝纫针的大小）携带电到关节置换。

针被插入身体直到它到达植入物或金属硬件。然后，电刺激会在植入物表面引发化学反应，产生周围的微环境，促进细菌的杀灭。

培根说，通过动物模型的测试，BDD技术的基础是根除高达98%的与关节置换相关的有害细菌。他说，这一进展很重要，因为感染大约影响每100个膝关节置换术中的1个，而且没有简单有效的治疗方法。

感染往往促使需要进行置换手术，至少需要几万美元。一些研究表明关节置换术后的感染率将会增加。

“生物膜破坏装置是一种优雅且微创的解决方案，可以解决全国各地医院日益严重的疼痛和痛苦问题。它还可以为卫生保健系统节省数十亿美元，”埃伦斯伯格说，他同时还指导了位于乌兰巴托的骨科研究实验室的肯尼斯·A·克拉科夫医学博士。

下一步和其他项目

2016年，加伍德结束了布法罗尼亚加拉投资者360万美元的首轮A轮融资。该公司目前正在B轮融资300万美元。

与此同时，培根说，另一轮的BDD测试正在进行中，目的是提供必要的信息，以便在明年加伍德提交正式申请时获得美国食品药品监督管理局的批准。

新的资金还将帮助加伍德进一步开发另一种产品，称为Generalid的电子绷带。

像传统的绷带一样，普通绷带有助于治疗伤口。但该设备通过发射电脉冲和磁脉冲来促进医疗，刺激血液流动以促进愈合。它还将无线连接到云端，向医生和护理人员提供有关患者病情的实时信息。

该项目是与艾伯特·提图斯（AlbertTitus）合作的，他是UB生物医学工程系的教授和主席。