Bebelușii din unitatea de terapie intensivă neonatală (UCIN) sunt mici, fragile și acoperite cu fire. Firuri pentru monitorizarea ritmului cardiac, fire pentru monitorizarea tensiunii arteriale, fire pentru monitorizarea temperaturii, fire pentru monitorizarea oxigenării sângelui. Îngreunează bebelușii să-și dea undele în brațe și este și mai greu pentru părinți să-i atingă, cu atât mai puțin să-i ridice.
Continut Asemanator
- Acest pântec artificial artificial va îmbunătăți într-o zi îngrijirea gravidelor?
Acum, datorită unui avans în știința materialelor, aceste fire pot dispărea în cele din urmă. Cercetătorii de la Universitatea Northwestern au dezvoltat patch-uri electronice incredibil de subțiri, extensibile pentru monitorizarea unei mari varietăți de semne vitale și mișcări corporale.
Aceste plasturi „au un potențial puternic pentru a face asistența medicală și reabilitarea umană mult mai eficiente și mai eficiente”, spune John Rogers, oamenii de știință care au condus cercetarea.
Patch-urile, care sunt acum în proces uman, arată mai mult sau mai puțin ca tatuaje temporare. Sunt create prin punerea cipurilor semiconductoare minuscule pe un substrat extensibil. Substratul este încorporat cu modele ondulate ale filamentelor metalice, care fac posibilă transportarea semnalelor electrice. Întregul lucru folosește antene minuscule pentru a transmite informații fără fir, așa că nu trebuie să fie atașate la niciun fir sau tub. Rogers numește patch-urile „electronice epidermice”.
Beneficiul pentru bebelușii în NICU este evident - în studiile timpurii, un copil care a continuat să scoată firele senzorilor tradiționali a fost complet neatins de electronica epidermică. Dar nu doar bebelușii NICU sunt cei care câștigă. Rogers și echipa sa testează de asemenea electronice epidermice în mai multe domenii diferite. O zonă este medicina de reabilitare. Începând cu luna iunie, echipa lui Rogers va lansa un proces asupra pacienților cu boala Parkinson, care sunt adesea debilitate de tremurările involuntare. Studiul va implica plasarea de plasturi pe diverse locuri pe tot corpul subiectului și utilizarea acestora pentru a măsura activitatea musculară și caracteristicile mișcării.
Scopul este de a dezvolta analize suficient de precise care ne-ar putea permite să determinăm debutul foarte timpuriu al tremorurilor, să caracterizăm dezvoltarea bolii, precum și să determinăm eficacitatea medicamentelor, spune Rogers.
Prin monitorizarea activității neuromusculare a pacienților, cercetătorii ar putea chiar să-și dea seama, pe baza creșterilor minime a tremurului, dacă pacienții și-au sărit medicamentele.
Aceeași tehnologie ar putea fi utilă pentru pacienții cu AVC, făcând posibil ca medicii să-și urmărească progresul în timp ce aceștia suferă reabilitare la domiciliu.
Rogers și echipa sa încearcă, de asemenea, electronice epidermice cu diverse echipe profesionale de sport (Rogers nu are libertatea de a spune care sunt, dar includ echipe de fotbal, baseball și baschet). Tehnologia ar putea urmări progresul antrenamentelor, permițând antrenorilor să vadă, de exemplu, dacă un ulcior folosește o formă corectă. De asemenea, ar putea monitoriza micile schimbări de mișcare care semnalează oboseala pe teren, lăsând antrenorii să vadă când un jucător este prea obosit pentru a juca optim, cu mult înainte de a fi evident pentru oricine altcineva.
„Ideea este de a proiecta aceste dispozitive în așa fel încât să poți monitoriza ritmul cardiac, mecanica de plasare, mecanica de tragere liberă [și multe altele], spune Rogers.
Rogers lucrează de ani buni la tehnologia electronică flexibilă. În 2011, a publicat un articol în Science care detaliază un prototip al petelor sale de piele, pe care ulterior le-a îmbunătățit pentru a le face mai durabile. În 2015, laboratorul său a ieșit cu o versiune a petelor care ar putea măsura fluxul de sânge, în timp ce anul trecut au creat un petic pentru a analiza transpirația pentru markeri biochimici. Într-un comentariu despre activitatea lui Rogers în știință, inginerul Zhenqiang Ma a scris că electronica epidermică ar putea rezolva multe dintre problemele actuale ale monitorizării sănătății și „permite monitorizarea să fie mai simplă, mai fiabilă și neîntreruptă”. El a mai scris că „alte tipuri de piei electronice cu aplicații dincolo de fiziologie, cum ar fi recoltarea căldurii corporale și radiourile purtabile, pot indica, de asemenea, direcții interesante pentru lucrările viitoare”.
În timp ce Rogers este considerat părintele electronicelor epidermice, o serie de cercetători lucrează la avansarea tehnologiei într-o serie de moduri. Unii cred că electronica flexibilă va fi folosită într-o zi pentru aplicații dincolo de piele, cum ar fi stimulatoare cardiace, și poate deveni chiar omniprezentă ca monitoare de sănătate continue, verificând constant lucruri precum nivelul de oxigen din sânge și glicemia. Cercetătorii de la Stanford la MIT la universitățile din Japonia și Suedia lucrează la diverse aspecte ale electronicelor flexibile, inclusiv ca tehnologia să fie mai mică și mai durabilă.
Compania de produse cosmetice Laroche-Posay a creat un petic în formă de inimă pentru monitorizarea expunerii la UV; în prezent există o listă de așteptare pentru dispozitiv. Spre deosebire de electronica epidermică a lui Rogers, care transmite date fără fir, patch-ul UV funcționează schimbând culoarea; o aplicație smartphone corespunzătoare citește schimbările de culoare și vă spune dacă ați fost la soare prea mult timp.
După 10 ani de muncă care creează electronice epidermice, provocările rămase se referă la inginerie decât la optimizare și securitate, spune Rogers. Deoarece dispozitivele transmit wireless, criptarea datelor va fi o problemă. De asemenea, Rogers speră să dezvolte dispozitivele în continuare, oferindu-le posibilitatea de a proba biofluide precum transpirația și de a face analize chimice ale biomarkerilor care indică sănătate sau boală. (Rogers a lucrat deja în acest domeniu) Echipa se uită, de asemenea, la dezvoltarea dispozitivelor care să elibereze lichide prin piele, ceea ce ar putea fi o modalitate discretă de a da medicamente.
„Suntem destul de optimiști în acest sens”, spune Rogers. „Există o mulțime de lucruri pe care le putem face astăzi, iar viitorul ar putea avea multe potențiale suplimentare.”
