Pacienti v nemocnicích, starší lidé a lidé se srdečními problémy by mohli brzy nosit dočasná tetování namísto monitorů srdeční frekvence nebo pulzních oxymetrů. Profesor Nanshu Lu a tým z University of Texas na Austin's Cockrell School of Engineering přišli s možností, jak rychle vytisknout levné, nositelné biosenzory.
Související obsah
- Tyto boty by mohly zachránit život hasičů
Když se vědci dívali na budování tetovacích šatů, věděli, že na trhu je spousta inteligentních, malých senzorů. Problém nebyl s technologií, říká Lu, že to bylo s výrobním procesem, který byl dlouhý, únavný a drahý. Díky tomu bylo téměř nemožné vyvinout jednorázové senzory pro dočasné sledování zdravotních výsledků.
"Konečně, pokud přemýšlíte o elektronice podobné tetování, nikdo je nechce znovu použít - ani na sebe - takže jednorázová povaha je klíčová, " říká Lu.
Dříve byly podobné senzory vyrobeny konstrukcí mechanické součásti, kovového obvodu a poté integrací s pružným lepidlem. Tento proces byl nákladný a časově náročný.
Vědci hledali alternativní způsoby, jak učinit křehkou elektroniku pružnou a lepivou. Na základě principů 3D tisku vymysleli způsob, jak použít mechanickou řezačku k vyřezávání vzorů na kovovém plechu namísto formování elektroniky ve formě.
"Začali jsme hledat kovové plechy uložené na polymerových listech, v podstatě jako hliníková fólie laminovaná na oboustrannou pásku, " říká Lu. Levný a flexibilní kov našli překvapivě snadno - v uličce domácího kování v železářství. Věci jako zlacené polymery se ve stavebnictví používají jako odraz tepla.
"Vynalezli jsme proces, který může na těchto listech vytvářet řezné vzory, a pak odstranit zbytečné části, " říká. "Zbývající část je přenesena na lékařskou pásku nebo tetovací lepidlo."
Tisk trvá asi 20 minut a na rozdíl od předchozích způsobů vytváření flexibilní elektroniky tento způsobuje minimální plýtvání a nevyžaduje speciální laboratoř. Lu říká, že chce snížit náklady na zhruba 1 $ za patch.
Cílem týmu je integrovat několik senzorů a antén do náplastí velikosti kreditní karty, které by mohly monitorovat životně důležité příznaky po dobu asi jednoho týdne a bezdrátově je komunikovat s počítači lékařů a pacientů, tablety a smartphony. V závislosti na tom, kde je náplast umístěna na těle, by mohla fungovat jako elektrokardiogram (EKG), který měří srdeční činnost, nebo elektroencefalogram (EEG), který zkoumá mozkovou funkci. Náplasti by mohly měřit hydrataci kůže, rychlost dýchání a aktivitu očí a nakonec sledovat krevní tlak a saturaci kyslíkem u řady pacientů, od těhotných žen po sportovce.
Jednou z největších výzev pro hromadnou výrobu nositelného zařízení je bezdrátové připojení pomocí Bluetooth nebo čipu NFC (Near Field Communication). Výrobci čipů se zatím nezavázali k tomu, že budou žetony dostatečně malé, takže Lu a její tým vyvíjejí ten, který měří dva milimetry čtvereční. To znamená, že pokud jsou lidé pohodlné s bezdrátovým zařízením velikosti mince, které je součástí opravy, může být zařízení brzy připraveno.
"Nejúžasnější část je, že se jedná o platformovou technologii, " říká Lu. "Můžete stále tlačit hranice kůží nebo senzory nebo anténu." Můžete přidat na tuto platformu. “
