Biosenzori Tatuajul tău arată cum te descurci
Începând cu 16 iunie 2017, ora 11:07
Diabetul este o boală răspândită: multe persoane afectate trebuie să-și monitorizeze constant nivelul zahărului din sânge. Acest lucru poate fi deranjant pe termen lung. Cât de practic ar fi dacă o privire asupra pielii ar putea dezvălui cum merge propriul corp?! Cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) și Harvard Medical School au dezvoltat cerneala de tatuaj care ar trebui să facă acest lucru posibil datorită așa-numiților biosenzori: schimbă culoarea atunci când valorile sângelui se schimbă.
Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, aproximativ 422 de milioane de oameni din întreaga lume au diabet. Toți trebuie să își măsoare nivelul zahărului din sânge de mai multe ori pe zi. Pentru a face acest lucru, trebuie să se înțepe singuri: este necesară o picătură de sânge din vârful degetului. Cu toate acestea, pentru persoanele care se tem de un vârf de ac în piele, alternativa posibilă pe care cercetătorii americani au prezentat-o recent nu va fi una: tatuajele ar trebui să arate cum merg lucrurile cu nivelul zahărului din sânge. Marele avantaj: Pacientul nu poate uita să măsoare, tatuajul reacționează de la sine, deoarece își schimbă culoarea dacă ceva nu este în regulă.
Biosenzorii analizează lichidul tisular
Cerneala numită „Dermal Abyss Ink” conține așa-numiții biosenzori care pot măsura nivelul pH-ului, precum și nivelurile de zahăr și sodiu din sânge. Cerneala nu este conectată direct la fluxul sanguin, ci monitorizează fluidul tisular care înconjoară celulele din țesutul corpului - fluidul interstițial. Pe lângă apă, conține și substanțe precum zahărul, aminoacizii și hormonii sub formă dizolvată.
Dacă valorile din sânge se schimbă, se schimbă și culoarea tatuajului: dacă valoarea pH-ului crește, devine roz sau violet, dacă conținutul de sodiu crește, devine verde și dacă există prea multă glucoză în sânge, devine maro . Pielea devine, ca să spunem așa, un test de sânge.
Cerneala este în prezent încă în faza de testare. Oamenii de știință le testează mai întâi pe pielea de porc. Este foarte asemănător cu pielea umană și este, de asemenea, folosit de artiștii de tatuaje pentru practică. Cercetătorii americani raportează că primele încercări au avut deja succes. În viitor, cerneala ar putea ajuta la diagnosticarea bolilor mai rapid. Dar pentru aceasta, pacienții ar trebui să fie pregătiți să-și facă un tatuaj: La urma urmei, forma și motivul pot fi apoi alese în mod liber, ca la orice alt tatuaj.
Video: DermalAbyss - Posibilitățile biosenzorilor ca legătură de interfață tatuată către WWW
Tencuială în loc de tatuaj?
Dar este cu adevărat imperativ să-ți faci un tatuaj pentru a profita de astfel de biosenzori? Oamenii de știință lucrează și la alte utilizări. Ar fi, de asemenea, o posibilitate de aplicare a substanțelor care măsoară funcțiile corpului pe piele - de exemplu cu ajutorul unui fel de tencuială.
O astfel de tehnologie este cercetată la Universitatea Tehnică din Ilmenau: Aici nanotehnologul Heiko Jacobs lucrează la microcipuri elastice - circuite care permit dispozitive și aplicații complet noi. Sunt complet flexibile și flexibile ca cauciucul. Se cuibăresc pe orice suprafață - fie din metal, fie din pielea umană - și pot fi mototolite ca un praf. Locuitorii din Ilmenau cercetează cum pot echipa în mod optim siliconul materialului de bază cu tehnologia adecvată, deoarece circuitele electrice din interior nu trebuie să se rupă atunci când se despart, se răsucesc, se îndoaie și se comprimă. O parte a soluției: componente cât mai mici posibil.
Dacă te uiți la un astfel de purtător și la cele mai mici părți, atunci acestea sunt în intervalul de un milimetru. Am dezvoltat tehnologii care ne permit să amplasăm cipuri microscopice.
Heiko Jacobs, nanotehnolog, TU Ilmenau
Cipurile minuscule de la Ilmenau sunt atât de mici încât nu le mai poți vedea cu ochiul liber, adaugă nanotehnologul. Cu ajutorul plăcilor de circuite flexibile, s-ar putea, printre altele, să dezvoltăm un tip de piele electronică care să măsoare constant starea noastră de sănătate. Informațiile ajung apoi pe smartphone sau, în viitor, direct pe ecranul cipului flexibil. Pentru a face acest lucru, oamenii de știință trebuie încă să rezolve o problemă: până acum, un singur nivel poate fi încorporat în material - dar ar fi necesare mai multe niveluri pentru afișare. Heiko Jacobs estimează că va mai dura încă zece ani până când tehnologia va fi gata.
Cercetare de ultimă oră la TU Ilmenau Cipul viitorului - ca o piele electronică
Cămașa EKG
Deci, până când există o a doua piele electronică pentru oameni, ei trebuie să îmbrace ceva care poate măsura funcțiile vitale ale corpului. O astfel de invenție, care a ajuns deja pe piață, vine de la Institutul Fraunhofer pentru circuite integrate (IIS). La prima vedere, este un tricou simplu. Dar „FitnessSHIRT” face un EKG în timp real: măsoară ritmul cardiac, ritmul de respirație sau timpii de inhalare și expirație, printre altele.
Cămașa de înaltă tehnologie este echipată cu electrozi textili conductivi care sunt integrați în țesătura hainei. Ele înregistrează activitatea electrică a mușchiului inimii. În plus, o bandă flexibilă pe piept înregistrează mișcările de respirație. Aceste date sunt transmise către computer și evaluate. Acest dispozitiv de dimensiunea unui smartphone poate fi atașat la cămașă cu butoane.
Sportivii pot folosi aceste date, de exemplu, pentru diagnosticarea performanței și controlul antrenamentului. Dar cămașa ar putea chiar crește siguranța lucrătorilor de salvare: grație monitorizării permanente a funcțiilor cardiace și respiratorii, pompierii ar putea fi avertizați devreme în situații critice în timpul operațiunilor lor și își pot salva colegii în timp util în caz de pericol. Se poate concepe și utilizarea medicală: pacienții cu risc ar putea fi ușor monitorizați - de exemplu în cazul bolilor cardiovasculare. Iar pentru pacienții aflați în reabilitare, cămașa ar fi o oportunitate de a recunoaște imediat limitele stresului fizic.
Portabilele monitorizează funcțiile vitale
Așa-numitele portabile - adică sistemele de computere portabile care sunt atașate la corpul utilizatorului în timpul utilizării - devin din ce în ce mai importante în medicină. Mai presus de toate, acestea sunt utilizate pentru a monitoriza funcțiile vitale ale pacienților și pentru a prelucra aceste date în timp real, deoarece economisesc bani și timp. În mod normal, pacienții ar trebui să viziteze mai întâi un medic sau un laborator, unde ar trebui apoi efectuate examinări adecvate - acest lucru devine inutil cu monitorizarea permanentă prin tehnologia portabilă.
Un exemplu de astfel de purtabil vine de la Texas Instruments. Designul cu numele „Multi-Parameter Bio-Signal-Monitor” a fost dezvoltat pentru monitorizarea pacientului la domiciliu și înregistrează numeroase bio-semnale, cum ar fi ECG, ritmul cardiac, frecvența respiratorie, temperatura pielii și numărul de pași. Portabilul în formă de T este atașat la pieptul pacientului. Potrivit dezvoltatorului, acesta a fost dezvoltat pe baza unor substraturi flexibile, astfel încât să se poată adapta corpului uman.
Datele înregistrate sunt apoi transmise fără fir către un smartphone folosind tehnologia NFC. Și asta chiar dacă dispozitivul Texas Instruments este un dispozitiv de unică folosință din carton: Dispozitivul de unică folosință ar trebui să contribuie la siguranța pacientului, deoarece utilizarea repetată a dispozitivelor medicale poate duce, de asemenea, la infecții de la germenii spitalului.