Достижения в области материаловедения и микроэлектроники привели к появлению нового перспективного вида носимых пластырей, способных считывать многие показатели здоровья человека: от стресса и уровня глюкозы до сердечно-сосудистой активности. Инженеры использовали эту технологию для создания электронного пластыря, способного контролировать биомолекулы в глубоких тканях, которые могут быть использованы для выявления ряда опасных для жизни состояний, включая дисфункцию органов и злокачественные опухоли.
Новый электронный пластырь — это работа инженеров из США, углубившихся в область мониторинга сердечно-сосудистой системы, и разработавших версию для мониторинга кровоснабжения органов. Эта функция организма является ключом к здоровому функционированию тканей и транспортировке кислорода и питательных веществ. Когда она затруднена, это может свидетельствовать о таких состояниях, как тяжелая дисфункция органов и сердечные приступы. А аномальное скопление крови может указывать на кровотечение или злокачественные опухоли.
Постоянный мониторинг кровоснабжения тканей может помочь выявить опасные для жизни состояния, и команда ученых изначально стремилась достичь этого, сосредоточив внимание на уровне гемоглобине в глубоких тканях.
Пластырь команды разработан, чтобы предложить возможность продолжительного мониторинга глубоко залегающих биомолекул с помощью лазеров.
Сам пластырь гибкий и удобно прилегает к коже. Он оснащен лазерными диодами и пьезоэлектрическими преобразователями в мягкой матрице из силиконового полимера. Импульсы лазеров посылаются в глубокозалегающие ткани. В них биомолекулы поглощают оптическую энергию и вызывают распространение акустических волн.
Пьезоэлектрические преобразователи принимают акустические волны, которые обрабатываются в электрической системе для восстановления пространственного отображения излучающих волны биомолекул.
В ходе тестирования система доказала свою способность создавать 3D-карты гемоглобина в тканях, расположенных в сантиметрах под кожей, с субмиллиметровым пространственным разрешением. Систему также можно настроить для обнаружения ряда биомолекул путем изменения длин волн лазеров.
Непрерывный мониторинг имеет решающее значение для своевременного вмешательства, способного предотвратить быстрое ухудшение опасных для жизни состояний. Носимые устройства, основанные на электрохимии для обнаружения биомолекул, являются хорошими кандидатами для продолжительного носимого мониторинга.
Источник: Nature Communications
