Імплантувати і забути: створено датчик, «розчинний» у тілі

Імплантувати і забути: створено датчик, «розчинний» у тілі

Дослідники зі США створили датчик-імплант, за допомогою якого можна вимірювати розтягнення і тиск в організмі. Згодом він розкладається в тілі.

Проблема з імплантованою в організм електронікою очевидна: якщо вона не призначена для довічного використання, то згодом пацієнтові, якому вшили пристрій в тіло, доведеться пережити ще одну операцію, коли цей тимчасовий імплант видалятимуть. Не дуже зручно, правда? Дослідники зі Стенфордського університету (США) вирішили так само, але вони не стали нарікати на життя, а спробували розробити сенсор, який би згодом зникав: розкладався в організмі без наслідків для пацієнта. І це їм майже вдалося. Чому «майже»? Зараз пояснимо.

Результати досліджень групи науковців було опубліковано в журналі Nature Electronics. Як повідомляють американські вчені, їхня розробка призначена передусім для ортопедії. Це датчик, який може вимірювати прикладений до нього тиск і одночасно реєструвати розтягнення. При цьому пристрій абсолютно біосумісний (організм його не відчужує) і здатен біодеградувати (майже повністю розкладається в організмі без шкоди здоров’ю).

Структурно імплант виглядає досить просто і, по суті, являє собою два суміщені сенсори. Так, між двома шарами гнучкого полімеру, які можна зробити грубшими або тоншими, з урахуванням необхідного терміну повної біодеградації, розміщено магнієві електроди. Внаслідок розтягування полімерного датчика відстань між електродами змінюється, а з ним і ємність, вимірявши яку, можна розрахувати розтягнення всього датчика. Другий сенсор створено за подібною схемою, хіба що електроди в ньому розміщено один над одним і розділено еластичним діелектриком. Відповідно, ємність у ньому змінюється, якщо до датчика застосувати тиск. Усю систему запаковано в товщу біорозкладаного полімеру і можна імплантувати повністю. При цьому фахівець, який опікується пацієнтом, отримує інформацію про тиск і розтягування в режимі реального часу. Датчик планують використовувати передусім для лікування травм сухожиль, коли лікарю необхідно розуміти зусилля, що прикладають до ураженої ділянки, причому відразу в двох вимірах.

Імплантувати і забути: створено датчик, «розчинний» у тілі

Фото: Nature Electronics

Навіть без медичної освіти можна помітити, що біодеградує в цій системі виключно полімер. Електроди з магнію, очевидно, не настільки легко «розчинити» в тілі людини. Тому наступним завданням для себе науковці назвали створення пристрою із повністю розкладаними елементами.

Ну а нинішній імплант уже випробували на щурі, якому датчик вживили у спину. Перший тиждень у місці імплантації було помітно запалення, але згодом воно зникло, що свідчить про біосумісність сенсора. Під час перевірки біодеградації пристрою оцінювали його працездатність. І як у середовищі, котре імітує живий організм, так і в тілі щура датчик працював без збоїв приблизно два-три тижні; лише потім його показники збилися – полімер розклався, оголивши електроди, і точність роботи приладу, його чутливість упали.

Ученим доведеться пройти ще довгий шлях, але навіть нинішні результати показові. Медичне устаткування стає досконалішим та «дружнішим» до людини, зменшує кількість хірургічних утручань.

Нагадаємо: раніше «Дім інновацій» повідомляв, що шведські науковці розробили біосумісний полімерний матеріал, який можна коротко назвати «клей для кісток». Така клейка речовина легко і безпечно зростить переломи кісток приблизно за п’ять хвилин.



Leave a Reply