Το δέρμα είναι το μεγαλύτερο όργανο του σώματος. Είναι μια προστατευτική ασπίδα που κρατά έξω τα επιβλαβή παθογόνα και μέσα τα ζωτικά υγρά. Αυτές ακριβώς οι ιδιότητες καθιστούν δύσκολη την πρόκληση της μηχανικής για τον σχεδιασμό φορετών αισθητήρων υγείας, επειδή πολλά εσωτερικά χημικά σήματα δεν μπορούν εύκολα να περάσουν μέσα από αυτό.

Εμφυτεύματα όπως οι συνεχείς μετρητές γλυκόζης ή τα κοχλιακά εμφυτεύματα το παρακάμπτουν αυτό, αλλά συχνά είναι ογκώδη, τροφοδοτούνται με μπαταρία ή απαιτούν επεμβατική χειρουργική επέμβαση. Οι μικρότερες ασύρματες συσκευές χωρίς μπαταρία έχουν επίσης μειονεκτήματα, όπως ασθενέστερες συνδέσεις τροφοδοσίας και μειωμένη απόδοση αισθητήρων, επειδή έχουν περιορισμένες επιφάνειες.

Το MiFi (Ελάχιστα Επεμβατικό Πτυσσόμενο Βιοηλεκτρονικό Εμφύτευμα), που αναπτύχθηκε από ερευνητές του Imperial College London και του University of Southern California, , έχει σχεδιαστεί για να ξεπεράσει αυτούς τους περιορισμούς. Πρόκειται για ένα μικροσκοπικό εμφύτευμα εμπνευσμένο από το origami, αρκετά μικρό για να εισαχθεί χωρίς μεγάλη χειρουργική επέμβαση, αλλά αρκετά μεγάλο για να μεταφέρει ασύρματα εξαρτήματα τροφοδοσίας και πολλαπλούς αισθητήρες.

Λεπτομέρειες σχετικά με τη συσκευή και την ανάπτυξή της δημοσιεύονται σε άρθρο στο περιοδικό Advanced Materials.

Κατασκευασμένο από εύκαμπτα υλικά πολυϊμιδίου, το MiFi έχει σχεδιασμό τύπου ακορντεόν που μπορεί να διπλωθεί σε πολύ μικρότερο σχήμα για εισαγωγή. Μετά την εμφύτευση, ξεδιπλώνεται αυτόνομα πίσω στην επίπεδη μορφή του.

«Επομένως, η ιδανική IBSD [εμφυτεύσιμη βιοηλεκτρονική συσκευή ανίχνευσης] θα πρέπει να έχει μια παροδική γεωμετρία: το εμφύτευμα θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερο κατά την εμφύτευση για να μειωθεί η επεμβατικότητα και μεγάλο όταν χρειάζεται μετά την εμφύτευση», γράφουν οι ερευνητές.

Μόλις ξεδιπλωθεί, ανοίγει σε ένα τετράγωνο διαστάσεων 2,1 εκατοστών επί 2,1 εκ. και έχει πάχος μόλις 0,3 χιλιοστά. Αντί για ογκώδεις μπαταρίες, βασίζεται στην επικοινωνία κοντινού πεδίου (NFC) για τη συλλογή ενέργειας και τη μεταφορά δεδομένων σε έναν κοντινό αναγνώστη. Οι δοκιμές που χρησιμοποίησαν ένα μοντέλο κατασκευασμένο από δέρμα χοίρου έδειξαν ότι το σύστημα μπορούσε να μεταδώσει δεδομένα σε απόσταση μεγαλύτερη των 20 χιλιοστών.

Για να επιδείξουν την τεχνολογία σε ζωντανό ιστό, οι ερευνητές εμφύτευσαν MiFi κάτω από το δέρμα αναισθητοποιημένων αρουραίων και επίσης διεξήγαγαν πειράματα χρησιμοποιώντας δείγματα ιστών.

Παρακολούθηση όσων συμβαίνουν στο σώμα

Η ομάδα ανέπτυξε εκδόσεις της συσκευής που μπορούν να μετρήσουν τον καρδιακό και αναπνευστικό ρυθμό, καθώς και τη θερμοκρασία, την οξύτητα των ιστών και τα επίπεδα λιθίου.

Ο αισθητήρας λιθίου θα μπορούσε να παρακολουθεί ιόντα λιθίου στο υγρό που περιβάλλει τα κύτταρα, δείχνοντας πώς το MiFi θα μπορούσε ενδεχομένως να παρακολουθεί φάρμακα όπως το λίθιο, το οποίο έχει στενό ασφαλές εύρος και μπορεί να γίνει τοξικό σε υψηλότερα επίπεδα.

Αυτό θα μπορούσε τελικά να επιτρέπει στους γιατρούς να ελέγχουν σημαντικές αλλαγές στο σώμα χωρίς να βασίζονται σε επαναλαμβανόμενες εξετάσεις αίματος. Εν τω μεταξύ, μπορεί να στέλνει δεδομένα ασύρματα μέσω κοντινών ιστών, χρησιμοποιώντας την ίδια τεχνολογία μικρής εμβέλειας που υπάρχει στις ανέπαφες πληρωμές.

Ενώ αυτές οι δοκιμές σε ζώα και δείγματα ιστών δείχνουν ότι η τεχνολογία μπορεί να λειτουργήσει μέσα και γύρω από ζωντανούς ιστούς, απομένει περισσότερη δουλειά πριν ξεκινήσουν οι δοκιμές σε ανθρώπους.

Πηγές:
Advanced Materials.

Προσθέστε το iatronet.gr στο Discover

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Πόσο ωφελεί την υγεία η άδεια από τη δουλειά
ΠΑΣΠΑΜΑ: Ελλείψεις αίματος λόγω μειωμένης προσφοράς - Αγωνία από τους πολυμεταγγιζόμενους
Φάρμακο για τη στυτική δυσλειτουργία συνδέεται με αυξημένες πιθανότητες για γλαύκωμα [μελέτη]