Original: https://news.illinois.edu/blog/view/6367/312684
Illinois News Bureau (бюро новин Університету штату Іллінойс)18 СІЧНЯ 2016 РОКУ 10:00
ЗА
Невеликий датчик підключається до вбудованого бездротового передавача, розташованого на верхній частині черепа.
Фото надано Джоном А. Роджерсом
ШАМПЕЙН, Іллінойс. — Новий клас маленьких, тонких електронних датчиків можна контролювати температуру і тиск усередині черепа – важливі параметри здоров’я після черепно-мозкової травми або хірургічного втручання – то не стане, коли вони більше не потрібні, усуваючи необхідність у додатковій операції з видалення моніторів і скорочення ризик інфекції і кровотечі.
Подібні датчики можуть бути адаптовані для післяопераційного моніторингу в інших системах організму, а, кажуть дослідники. На чолі з Джоном А. Роджерсом, професором матеріалознавства й інженерії в Університеті штату Іллінойс в Урбана-Шампейн, і Вілсоном Реєм, професором неврологічної хірургії у школі медицини Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, дослідники опублікували свою роботу в журналі Nature (природа).
Професор з Іллінойса Джон А. Роджерс очолив групу, яка розробила крихітні імплантати-датчики для контролю тиску і температури всередині черепа після черепно-мозкової травми.
Фото від Л. Брайана Штауффера
“Це новий клас електронних біомедичних імплантатів”, – сказав Роджерс, який керує Лабораторією дослідження матеріалів Фредеріка Зайтца в Іллінойсі. “Такі системи мають потенціал в цілому ряді клінічних практик, де терапевтичні або моніторингу пристрої імплантують або ковтанні, виконують складну функцію, а потім розсмоктування нешкідливо в тіло після того, як їх функції більше не потрібні”.
Після черепно-мозкової травми або операції на головному мозку, вкрай важливо стежити за пацієнта для набухання і тиск на мозок. Сучасні технології моніторингу громіздким і інвазивними, Роджерс сказав, а дроти обмежують рух патенту і перешкоджають фізичної терапії, як вони одужують. Тому що вони вимагають постійного, жорстко доступ до головку, такі імплантати також несуть ризик алергічних реакцій, інфекції і кровотечі, і навіть може погіршити запалення, вони призначені для контролю.
“Якщо ви просто могли б викинути всі звичайні апаратні засоби і замінити його з дуже дрібними, повністю імплантуються датчиків, здатних тієї ж функції, побудовані з розсмоктуються таким чином, що також виключає або робить дроти крихітними, то ви можете видалити багато ризику і досягнення результатів краще пацієнтів”, – сказав Роджерс. “Ми змогли продемонструвати всі ці ключові особливості в тваринних моделях, з точністю вимірювання, так само добре, як і у звичайних пристроїв”.
Нові пристрої підтримують технологію розкладення кремнію, розроблену групою Роджерса в Університеті штату Іллінойс. Датчики, менше зерна рису, побудовані на надзвичайно тонкі листи кремнію – які, природно, біорозкладні – які налаштовані нормально функціонувати для через кілька тижнів, а потім розчинитися, повністю і не завдаючи шкоди, у власних рідинах організму.
Група Роджерса спільно з професором матеріалознавства й інженерії з Іллінойса Полом В. Брауном, щоб зробити силіконові платформи чутливі до клінічно значущих рівнів тиску в внутрішньочерепного рідини, що оточує мозок. Вони також додали крихітний датчик температури і підключення його до бездротової передавач розміром приблизно з поштову марку, імплантований під шкіру, а на верхній частині черепа.
Для завантаження доступні зображення в галереї.
Група з Іллінойса працювала з клінічними фахівцями в області черепно-мозкової травми у Вашингтонському університеті імплантувати сенсори у щурів, тестування продуктивності і біосумісності. Вони виявили, що температура і тиск свідчення від роз’їдають датчиків відповідають звичайних пристроїв моніторингу для визначення точності.
Відтворений художником датчик мозку і бездротовий передавач моніторингу мозку щура.
Зображення від Джулі Макмагон
“Кінцева стратегія полягає в тому, щоб мати пристрій, який можна помістити в мозок – або в інших органах в організмі – що повністю імплантованого, тісно пов’язані з органом, який потрібно для моніторингу і може передавати сигнали по бездротовій мережі для надання інформації про стан здоров’я цього органу, що дозволяє лікарям втручатися, якщо необхідно, щоб запобігти великі проблеми”, – сказав Рорі Мерфі, нейрохірург в Вашингтонському університеті і співавтор статті. “Після того, як критичний період, що ви насправді хочете контролювати, вона буде розчинятися і зникати”.
Дослідники рухаються до людських випробувань цієї технології, а також розширити її функціональні можливості для інших біомедичних застосувань.
“Ми встановили цілий ряд варіацій пристроїв, матеріалів і вимірювальних можливостей для сприйняття в інших клінічних ситуаціях”, – сказав Роджерс. “Найближчим часом, ми вважаємо, що це буде можливо вбудувати терапевтичну функцію, наприклад, електричної стимуляції або доставки лікарських засобів, в тих же системах, зберігаючи при цьому істотний саморозсмоктуваний характер”.
Національні інститути охорони здоров’я, оборони перспективних досліджень Проекти агентства і Медичного інституту Говарда Хьюза підтримує цю роботу. Роджерс і Браун афілійовані з Інститутом Бекмана передової науки і техніки в Університеті штату Іллінойс.
