Naujas odos pleistras nuolat stebi širdies ir kraujagyslių sistemos signalus և biocheminius lygius

Šis minkštas, tamprus pleistras gali vienu metu kontroliuoti jo kraujospūdžio և biocheminį lygį. Paskola Wang laboratorija / San Diegas

Kalifornijos universiteto, San Diego, inžinieriai sukūrė minkštos, tamprios odos pleistrą, kurį galima nešioti ant kaklo, kad būtų galima stebėti kraujospūdį ir širdies susitraukimų dažnį matuojant gliukozės kiekį nešiklyje, pavyzdžiui, laktate, alkoholyje ar kofeine. Tai pirmasis nešiklis, kuris vienu metu stebi širdies ir kraujagyslių signalus քանի kelis biocheminius žmogaus kūno lygius.

„Šio tipo drabužiai bus labai naudingi, kai žmonės, turintys pagrindinių sveikatos sutrikimų, reguliariai stebės savo sveikatą“, – sako dr. San Diego UC studentas – 2021 m. Vasario 15 d. Paskelbto tyrimo bendraautorius Biomedicininė gamtos inžinerija„Tai taip pat bus puiki priemonė nuotoliniam paciento stebėjimui, ypač COVID-19: epidemija, kai žmonės sumažina klinikinių apsilankymų skaičių “.

Toks prietaisas gali būti naudingas asmenims, turintiems aukštą kraujospūdį ir sergantiems diabetu. Asmenys, kuriems taip pat gresia COVID-19. Jis taip pat gali būti naudojamas nustatyti sepsį, kuriam būdingas staigus kraujospūdžio kritimas kartu su sparčiu laktato kiekio padidėjimu.

Visapusiškas minkštas odos pleistras taip pat bus patogus pasirinkimas intensyviosios terapijos skyrių pacientams, įskaitant NICU kūdikius, kuriems reikia nuolat stebėti kraujospūdį ir kitus gyvybiškai svarbius požymius. Šios procedūros apima kateterių įdėjimą giliai į paciento arterijas ir pacientų prijungimą prie kelių ligoninės monitorių.

Sveikatos stebėjimo lopas visiems

Dėvėjus pleistrą ant pleistro, užtikrinamas optimalus skaitymas. Paskola: UC San Diego

„Čia naujiena ta, kad mes paimame visiškai kitokį jutiklių rinkinį, sujungdami juos į platformą, šiek tiek panašų į antspaudą“, – sakė San Josefo Wango, San Diego universiteto, UC, mokslinis bendradarbis. „Mes galime surinkti tiek daug informacijos neinvaziniu būdu dėvėdami šią, nesukeldami diskomforto ar pertraukimų kasdienėje veikloje“.

Naujasis pleistras yra dviejų novatoriškų pastangų UC San Diego dėvėjimo jutiklių centre rezultatas, kuriam Wang vadovauja. Wango laboratorija sukuria nusidėvėjimą, kuris vienu metu gali valdyti kelis signalus – cheminius, fizinius, elektrofiziologinius – organizme. San Diego nanoinžinerijos profesoriaus Shengo Soo laboratorijoje mokslininkai kuria minkštus, tamprius elektroninius odos pleistrus, galinčius kontroliuoti kraujospūdį giliai kūno viduje. Sujungę jėgas, mokslininkai sukūrė pirmąjį lankstų, ištempiamą prietaisą, kuris sujungia cheminius jutiklius (gliukozę, laktatą, alkoholį ir kofeiną) kraujospūdžiui stebėti.

„Kiekvienas jutiklis pateikia atskirą fizikinių ar cheminių pokyčių vaizdą. „Juos visus integruojant į vieną pleistrą, mes galime sujungti šiuos skirtingus vaizdus, ​​kad gautume išsamesnį vaizdą apie tai, kas vyksta mūsų kūnuose“, – sakė Syunas, kuris taip pat yra tyrimo autorius.

Pataisykite visus amatus

Tai plonas lipnaus polimero lakštas, kurį galima tepti ant odos. Jame yra kraujo spaudimo jutiklis ir du cheminiai jutikliai. Vienas iš jų matuoja laktato kiekį (fizinio aktyvumo biomarketą), kofeino – alkoholio kiekį prakaite – matuoja gliukozės kiekį tarpiniame skystyje.

Lipduku galima matuoti tris parametrus vienu metu: po vieną iš kiekvieno jutiklio: kraujospūdį, gliukozę լ arba laktatą, alkoholį ar kofeiną. „Teoriškai galime juos visus aptikti vienu metu, tačiau tam reikėtų kitokio jutiklio dizaino“, – sakė Yinas, turintis ir daktaro laipsnį. studentė Wang laboratorijoje.

Viskas viename su sveikatos stebėjimo pleistrais

Dabartinis dažų prototipas turi būti prijungtas prie stendo mašinos: maitinimo šaltinis. Paskola: UC San Diego

Kraujospūdžio jutiklis yra šalia pleistro centro. Jį sudaro mažų ultragarso keitiklių serija, kurie prie pleistro suvirinami laidžiu rašalu. Dėl keitiklių įtampos jų ultragarso bangos siunčiamos į kūną. Kai ultragarso bangos atšoka nuo pulso, jutiklis aptinka atsakymus և signalus paverčia kraujospūdžio rodmenimis.

Cheminiai jutikliai yra du elektrodai, atspausdinti ekrane iš siųstuvo rašalo pleistro. Dešinėje pleistro pusėje atspausdintas elektrodas, kuris pajunta laktatą, kofeiną ir alkoholį. Jis veikia suleisdamas vaisto, vadinamo pilokarpinu, į odą, sukeldamas prakaitą, nustatydamas prakaite esančias chemines medžiagas. Kitas elektrodas, kuris pajunta gliukozę, atspausdintas kairėje pusėje; Jis veikia praleidžiant švelnią elektros srovę per odą, kad išsiskirtų skystis per tiesiąją žarną, matuojant tame skystyje esančią gliukozę.

Mokslininkai buvo suinteresuoti išmatuoti šiuos specifinius biologinius žymenis, nes jie veikia kraujospūdį. „Mes pasirinkome parametrus, kurie leis mums tiksliau, patikimiau matuoti kraujospūdį“, – sakė bendraautorius Julas Julianas Sempionatto, daktaras nanotechnologijų srityje. studentė Wang laboratorijoje.

„Tarkime, jūs kontroliuojate kraujospūdį, dieną matote pakilimo laipsnius, manote, kad kažkas negerai. Bet skaitydami biomarkerius, ar galite pasakyti, ar pilvo pūtimą sukėlė alkoholis ar kofeinas? „Šis jutiklių derinys gali suteikti jums tokios informacijos“, – sakė jis.

Testų metu tiriamieji nešiojo kaklo pleistrą, atlikdami įvairius šių užduočių derinius, treniruodamiesi nejudantį dviratį; valgyti daug cukraus turinčią maistą; gerti alkoholį; խմ Kofeino turinčių gėrimų gėrimas. Iš pleistro paimti matavimai tiksliai atitinka komercinių stebėjimo prietaisų, tokių kaip kraujospūdžio matuoklis, kraujo laktato matuoklis, gliukometras ir trachėja, surinktus matavimus. Nešėjų kofeino kiekis buvo patikrintas kofeinu pažymėtoje laboratorijoje, matuojant prakaito mėginius.

Inžineriniai iššūkiai

Vienas didžiausių iššūkių ruošiantis pleistrui buvo jutiklio signalo trukdžių pašalinimas. Norėdami tai padaryti, mokslininkai turėjo išsiaiškinti optimalų atstumą nuo kraujo spaudimo jutiklio և cheminių jutiklių. Jie nustatė, kad vieno centimetro atstumas leido prietaisą laikyti kuo mažesnį.

Tyrėjai taip pat turėjo išsiaiškinti, kaip fiziškai apsaugoti cheminius jutiklius nuo kraujo spaudimo jutiklių. Pastarasis paprastai pateikiamas su prisotintu skysčiu ultragarso geliu, kad būtų aiškūs rodmenys. Tačiau cheminiuose jutikliuose taip pat yra savų hidrogelių, „problema yra ta, kad jei iš kraujospūdžio jutiklio išeis skystas gelis ir prisijungs prie kitų gelių, tai trukdys jutikliams“. Taigi vietoj to mokslininkai naudojo kietą ultragarso gelį, kurį rado, pavyzdžiui, skystą versiją, tačiau be nuotėkio.

„Rasti medžiagas, optimizuoti bendrą išdėstymą, sklandžiai integruoti skirtingą elektroniką. Ilgai reikėjo įveikti tuos iššūkius “, – sakė Muang Lin, Nanotechnologijų programos bendraautorius. studentas Xu laboratorijoje. „Džiaugiamės galėdami bendradarbiauti tarp mūsų laboratorijos ir profesoriaus Wango laboratorijos. Buvo labai smagu su jais dirbti šiame projekte “.

Tolesni žingsniai:

Komanda jau kuria naują pleistro versiją su dar daugiau jutiklių. „Yra galimybių kontroliuoti kitas su įvairiomis ligomis susijusias biomarketus. Siekiame suteikti daugiau klinikinės vertės šiam prietaisui “, – sakė„ Championship “.

Vykdomas darbas taip pat apima kraujospūdžio jutiklio elektronikos mažinimą. Jutiklis turi būti prijungtas prie maitinimo šaltinio ային stendo, kad būtų rodomi jo rodmenys. Galutinis tikslas yra įdėti visa tai į pleistrą, kad viskas būtų belaidis ryšys.

„Mes norime sukurti pilną sistemą, kuri būtų visiškai nešiojama“, – sakė Linas.

Nuoroda. Liepa ուլիանե Ռ. Championato, Muang Lee, Lu Yini, Ernesto De la Paz, Kexinas Pey, Titapornas Sonsa-ardas, Andre De Loyola Silva, Ahmedas A. Khorshed, Fangyu Zang, Nicolas Tostado, Sheng Su Su Joseph ozef Wang, 2021 m. Vasario 15 d. Biomedicininė gamtos inžinerija,
DOI: 10.1038 / s41551-021-00685-1:

Šį tyrimą palaikė UC San Diego dėvimų jutiklių centras ազգային Nacionaliniai sveikatos institutai (dotacijos Nr. 1R21EB027303-01A1).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Netikėti pterozaurai lengvai galėjo skristi

Nuotraukoje pavaizduota Pterodaustro guinazui banda. Autorius: dr. Markas Wittonas Naujai suformuoti pterozaurai galėjo skristi, tačiau jų skraidymo įgūdžiai galėjo skirtis nuo suaugusiųjų pterozaurų. Pterozaurai -...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.