Исследователи из американского Университета штата Нью-Йорк в Бингемтоне разработали основанную на коже электронику для имитации настоящего кожного покрова, благодаря которой можно осуществлять долгосрочный и высокоэффективный мониторинг ран у пациентов в реальном времени.
«В конечном итоге мы надеемся, что эти сенсоры и технические достижения помогут в продвижении приложений для здравоохранения и обеспечат нас более полной информацией об общем состоянии здоровья пациента, включая его физическую форму и прогрессирование заболевания», – отметил кандидат наук Мэтью Браун, работающий в Университете Бингемтона.
Биосенсоры представляют собой аналитические устройства, которые объединяют биологический компонент с физико-химическим детектором, предназначенным для наблюдения и анализа химических веществ и их реакций в организме. Традиционные биосенсорные технологии хоть и являются значительным прогрессом в области медицины, однако все еще имеют ряд ограничений, которые необходимо преодолеть, и требуют нескольких улучшений для повышения их функциональности. Специалисты из биосенсорной лаборатории Бингемтонского университета разработали электромеханический сенсор с открытой сеткой, способный контролировать содержание лактата и кислорода в коже.
«Мы сфокусировались на создании платформ следующего поколения, которые могут интегрироваться с биологической тканью (например, с кожной, нервной и сердечной тканями)», – сообщил Браун. Под руководством доцента биомедицинской инженерии Ахён Кох, Браун, магистранты Брэндон Эшели и Юджун Парк, а также студент бакалавриата Салли Куан разработали сенсор, который обладает структурой аналогичной микроархитектуре кожи. Этот переносной девайс оснащен золотыми кабелями, способными демонстрировать такую же гибкость, что и у упругой кожи.
Ученые надеются создать новый тип сенсора, который будет плавно соединяться с телом пользователя для улучшения анализа его состояния и сбора всей необходимой химической и физиологической информации.
«Эта тема была нам крайне интересна, так как мы хотели узнать как можно больше сведений об оценке процесса заживления ран в реальном времени прямо на месте», – заявил Браун. «Лактат и кислород являются критическими биомаркерами для изучения прогресса заживления ран».
Специалисты надеются, что в будущих исследованиях ученые будут использовать именно этот новейший сенсор, созданный по образцу кожи и позволяющий включить еще большее число биомаркеров в анализ. Они также ожидают появления новых более многофункциональных устройств, помогающих в заживлении ран. Исследователи хотят лично увидеть, как эти датчики начнут встраивать во внутренние органы пациентов, чтобы глубже изучать болезни и находить эффективные способы их лечения.
«Сенсорная платформа с био-мимикрией обеспечивает свободный перенос массы между биологической тканью и электроникой с био-интерфейсом», – отметила Кох. «Следовательно, эта тесно биоинтегрированная система способна определять критические биохимические события, будучи невидимой для биологической системы и не вызывающей воспалительных процессов».
Статья с соответствующим исследованием была опубликована в журнале Biosensors and Bioelectronics.