Научные сотрудники частного исследовательского Университет Вашингтона в Сент-Луисе (США) разработали недорогую губчатую версию электродов для медицинского мониторинга с улучшенным обнаружением сигнала. Об этом сообщает ACS Nano, научный журнал Американского химического общества. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Чтобы контролировать сердечный ритм и работу мышц, врачи часто прикрепляют к коже пациента электроды, способные фиксировать различные электрические импульсы. Такой мониторинг жизненно важен для ранней диагностики и лечения многих заболеваний, но доступные в настоящее время электроды имеют ограниченную функцию или дороги в производстве.
Современные и наиболее качественные электроды для электрофизиологического мониторинга основаны на серебряном диске, который контактирует с кожей через проводящий гель. Эти электроды являются важными инструментами для обнаружения аномальных электрических сигналов, связанных с проблемами со здоровьем, такими как сердечные приступы, заболевания головного мозга или нервно-мышечные заболевания.
Эти устройства не лишены множества недостатков. Они жесткие и не могут хорошо прилегать к коже, особенно когда пациент физически активен, что снижает качество сигнала. Кроме того, токопроводящий гель быстро высыхает, что препятствует длительному мониторингу и обнаружению редких событий.
Для решения этих проблем были разработаны различные решения: мягкие электроды, которые лучше прилегают к коже, а также версии на основе микроигл, которые физически проникают в кожу. Но все они дороги в производстве, что ограничивает их широкое распространение.
Д-р Чуан Ван и его коллеги из Университета Вашингтона в Сент-Луисе поставили задачу разработать недорогой губчатый электрод, который обеспечивал бы более постоянный и устойчивый контакт с кожей.
Чтобы сделать новое устройство, исследователи начали с обычных и широко доступных кубиков сахара, которые они сформировали в шаблон и погрузили в жидкий полидиметилсилоксан (ПДМС). После этапа отверждения полимерной оболочки исследователи растворили сахар в горячей воде и покрыли микропоры губки электропроводящей тонкой пленкой, чтобы сформировать электрод.
Поскольку микропоры позволили губчатому материалу увеличить площадь своего контакта с кожей, новое устройство показало высокую интенсивность сигнала и меньший шум по сравнению со стандартными электродами.
Кроме того, микропоры помогли устройству нести больше проводящего геля, что предохраняло от быстрого высыхания электрода и потери сигнала по сравнению со стандартными версиями. Гель также действовал как амортизатор, уменьшая негативное влияние движения пациента на контакт кожи с электродом и обеспечивая лучшее обнаружение сигнала.
В рамках тестирования своей разработки исследователи проверили способность губчатого устройства контролировать сокращения матки во время родов и обнаружили, что оно работает так же или даже лучше, чем обычный электрод.
Как недорогая и гибкая альтернатива, губчатые электроды расширяют возможности носимых медицинских приложений, включая использование при медицинских осмотрах, требующих движения пациентов, или для длительного наблюдения за людьми дома или на работе, заключают американские исследователи.