Прогрес може прокласти шлях для нового покоління імплантованих і портативних засобів діагностики
Нитки проникають в кілька шарів тканини для зразка інтерстиціальноїрідини і направити її до відчуття потоків, які збирають дані, такі як рівень рН і глюкози. Струмопровідні нитки доставити дані гнучкої бездротового передавача, який сидить на верхній частині шкіри.
18 липня 2016 року
МЕДФОРД/СОМЕРВІЛЬ, штат Массачусетс. (18 липня 2016 р.) Вперше, дослідники на чолі з інженерами Університету Тафтса інтегрували нано-датчики, електроніку і мікрофлюідікі в нитки – від простого бавовни до складних синтетики – які можуть бути пришиті через кілька шарів тканини для збору діагностичних даних по бездротовій мережі в режимі реального часу, згідно зі статтею, опублікованою на сайті 18 липня Мікросистеми та наноінженерія. Дослідження показують, що нитка на основі діагностики платформа може бути ефективним субстратом для нового покоління імплантуються діагностичних пристроїв і смарт-носяться систем.
Дослідники використовували різні проводять ниток, які занурювали в фізичних і хімічних сполук, чутливих і підключених до бездротової електронної схеми, щоб створити гнучку платформу, щоб вони були пришиті в тканини у щурів, а також в лабораторних умовах. Нитки зібрані дані про стан здоров’я тканини (наприклад, тиск, напруга, деформація і температура) рівні, рН і глюкоза, які можуть бути використані для визначення таких речей, як, як рана заживає, чи є інфекція виникають, або хімії тіла знаходиться поза баланс. Результати були передані по бездротовому каналу на мобільний телефон і комп’ютер.
Тривимірна платформа здатна відповідати складним структурам, таким як органи, рани або ортопедичні імплантати.
У той час як більше дослідження необхідні в ряді областей, в тому числі дослідження довгострокових биосовместимости, дослідники сказали початкові результати піднімають можливість оптимізації лікування конкретного пацієнта.
“Здатність до зшивання нитки на основі діагностичного пристрою тісно в середовищі тканини або органу в трьох вимірах додає унікальну особливість, яка недоступна з іншими гнучкими діагностичних платформ”, – сказав Самір Сонкусейл, доктор філософії, відповідний автор на папері і директор міждисциплінарного нанолабораторії у відділі електротехніки та обчислювальної техніки школа інженерії Тафтса. “Ми вважаємо, що пристрої на основі потоків потенційно можуть бути використані в якості смарт-шовні матеріали для хірургічних імплантатів, інтелектуальні бинти для моніторингу загоєння ран, або інтегрована з текстилем або тканини в якості персоналізованих моніторів для здоров’я і пункт-догляду діагностики”.
До сих пір, структура підкладок для імплантуються пристроїв не була по суті двомірне, що обмежує їх корисність для плоскої тканини, такі як шкіра, відповідно до папером. Крім того, матеріали в цих підкладках є дорогими і вимагають спеціалізованої обробки.
“На противагу цьому, потік рясний, недорогий, тонкий і гнучкий, і можна легко маніпулювати в складні форми”, – сказав Пуріа Мостафалу, доктор філософії, перший автор статті, який був докторантом Тафтса, коли він працював над проектом і в даний час докторської науковий співробітник Гарварда, відділу медичних наук і технологій, Брігхема і жіночої лікарні, і Вісс інститут біологічно натхненної інженерії в Гарвардському університеті. “Крім того, аналізовані можуть бути доставлені безпосередньо в тканини, використовуючи властивості природного вбирання потоку”.
Робота була частково підтримана Національним науковим фондом Emerging Frontiers в області наукових досліджень і інновацій (EFRI) через номер гранту EFRI-1240443.
Пуріа Мостафалу, Мохсен Акбарі, Кайл А. Альберті, Куіобінг Сюй, Алі Хадемгоссеіні, Самір Сонкусале, “Інструментарій ниток на основі мікрофлюідіки, датчиків і електроніки для 3D-тканини для вбудовування медичної діагностики”, “Мікросистеми та наноінженерія”, онлайн 18 липня 2016 року, ІЦО: 10.1038/micronano.2016.39.
Про школу інженерії Університету Тафтса
Розташована в університетському містечку Медфорд/Сомервіль, школа інженерії пропонує суворе інженерну освіту в унікальній середовищі, яка поєднує інтелектуальні та технологічні ресурси світового класу дослідного університету з сильними топ-рейтинг коледжу гуманітарних наук. Тісні партнерські зв’язки з Університетом Тафтса відмінно студентів, аспірантів і професійних шкіл, в поєднанні з давньою традицією співпраці, забезпечують міцну платформу для міждисциплінарного освіти і науки. Школа місії інженерії є навчання інженерів прихильні інноваційної та етичної застосування науки і техніки у вирішенні найнагальніших потреб суспільства, розвивати і розвивати двадцять першого керівництва століття якості в своїх студентів, викладачів і випускників, а також для створення і поширювати трансформаційний нових знань і технологій, що подальше благополуччя і стійкість суспільства в таких наскрізних областях, як здоров’я людини, екологічної стійкості, альтернативні джерела енергії, а також інтерфейс людина-технології.
