早期发现感染

皮肤受伤几秒钟后，细菌就开始在伤口上繁殖。大多数轻伤仍在愈合，因为皮下的皮肤和组织会自我修复。但如果伤口感染，炎症和组织损伤会减缓愈合过程，如果不迅速治疗，就会导致严重的问题。

巴斯大学的托比·詹金斯(Toby Jenkins)和同事开发了一种技术，帮助医护人员早期发现感染;利用细菌毒素作为预警系统。

当细菌在伤口上定居并开始形成生物膜时，它们开始产生毒素。它们分解组织，释放出细菌生长所需的细胞成分，并提供了一种进一步渗透到组织中的方法。正是这些毒素导致了许多感染的临床症状，如组织损伤、疼痛、气味和发热。

詹金斯说:“我们认为毒素是伤口感染的标志。”“在它们开始造成组织损伤之前，我们可以在低浓度下测量它们。”

詹金斯和他的团队将荧光染料封装在磷脂囊泡中，以抵御细菌毒素的攻击。脂质和脂肪酸的微小球体直径约为100-200纳米。一旦与囊泡接触，毒素要么在囊泡上穿孔，要么开始溶解脂质。这会释放出警告染料，将囊泡所携带的东西变成亮绿色。

詹金斯说，挑战在于设计囊泡能够稳定长达18个月而不破裂，但又足够敏感，在毒素攻击下破裂。他回忆说，研究出脂质和脂肪酸的精确配方需要“两个博士生和大量繁琐的实证工作”。

到目前为止，詹金斯的团队已经开发了三种感染检测系统的原型。Smartwound是英国皇家化学学会的8个奖项得主之一必威手机登陆2018年新兴技术大赛，是一种含有分散在水凝胶中的囊泡的敷料。当伤口感染时，囊泡释放出羧荧光素，这是一种无毒染料，在囊泡外稀释后变成荧光，并将敷料变成绿色。

第二个是Space，这是一种棉签传感器套件，以它能检测到的微生物命名:金黄色葡萄球菌，铜绿假单胞菌，念珠菌，和粪肠球菌．

在医院里，擦洗伤口是标准病人护理的一部分。通常情况下，一个样本在临床微生物实验室需要大约24小时的时间来处理。用一个小容器，里面有含有磷脂囊泡的指示液，这种方法要快得多，詹金斯说:“在半小时到一小时内，你就能知道(伤口)是否感染了。”他说:“这是一个巨大的好处，你可以在病人的床边或全科医生的手术中进行。”

这种化学物质的第三个应用是检测导尿管感染。导管系统将凝胶胶囊放置在引流袋中，而不是囊泡。胶囊表面涂有一种特殊的聚合物，这种聚合物在一定的pH值以上就会溶解，并释放出一种染料。

詹金斯说，接受导管治疗的病人很容易感染，这是一个“很少被谈论的严重问题”。一些细菌分泌酶，将尿素转化为氨，增加膀胱中尿液的pH值。pH值高于7.5会导致矿物质沉淀并堵塞导管，从而导致肾衰竭、败血症甚至死亡。詹金斯说，凝胶胶囊可以在12小时内发出潜在堵塞的警告。

实验室之外

该团队即将在布里斯托尔医院的烧伤科测试太空传感器。詹金斯说:“如果庭审进展顺利，我想我们会顺利进入最后阶段。”下一步就是从这所大学中剥离出一家公司，开始将太空技术——以及化学的其他应用——推向市场。

詹金斯还看到这项技术被应用于慢性伤口和糖尿病溃疡。他说:“最终，我们希望将它与一个释放系统结合起来，这样在诊断感染的同时，我们也可以开始治疗伤口。”“我的目标是创造一种半自主的监测治疗医疗设备或伤口敷料。”

与此同时，詹金斯希望将空间传感器也应用到社会企业中。烧伤是撒哈拉以南非洲地区的一个严重问题，因此该团队打算在那里进行一些试验。詹金斯说:“我们认为我们的棉签传感器系统可能是一项完美的技术，适用于偏远地区的教会医院，因为它非常容易使用，运输稳定，而且非常便宜。”他估计每个棉签的价格不到一英镑。如果试验成功，该团队将与比尔和梅琳达·盖茨基金会等慈善组织合作，以低价或免费分发棉签传感器。