Микроподкожные имплантаты, способные непрерывно измерять уровень сахара в крови человека, частоту сердечных сокращений и другие физиологические состояния, являются святым Граалем современной медицины.
Исследования недавно сделали качественный скачок в приближении этого видения микросенсоров и инъекционных имплантатов к реальности.
Команда NUS, Национальный университет Сингапура, разработала новый беспроводной считыватель, настолько чувствительный к малейшим изменениям показаний датчика, что позволяет создавать микросенсоры ниже миллиметра, достаточно малы для инъекции под кожу.
Древняя стена вот-вот рухнет
Усилия по миниатюризации этих микросенсоров были в значительной степени затруднены технологическими ограничениями. Эти датчики слишком малы, чтобы питаться от батареи, для этого вам понадобится считыватель, расположенный в непосредственной близости. Постоянное обнаружение таких сигналов, как химические изменения или изменения давления, происходит с помощью магнитных полей.
Чтобы читатель мог понять сигналы, датчик должен быть достаточно большим, чтобы создать читаемый сигнал. До сих пор исследователям не удалось создать жизнеспособные микросенсоры размером менее 1 миллиметра.
Высокочувствительная беспроводная технология, разработанная исследователями NUS, может контролировать такие показатели здоровья, как артериальное давление, с помощью микросенсоров, которые достаточно малы для инъекции под кожу. (Изображение: NUS)
Микросенсоры реальность
Команда NUS Electrical and Computer Engineering и Института инноваций и технологий здравоохранения NUS под руководством профессора Джона Хо разработала новый способ измерения сигнала, который делает считыватели микродатчиков в три раза более чувствительными.
В результате также будет возможно считывание данных с субмиллиметровых микросенсоров. Инъекционные имплантаты прямо под кожей без необходимости операции.
Команда разработала рабочий прототип ридера, способного считывать микросенсоры диаметром 0,9 мм, имплантированные под кожу с помощью шприца.
В лабораторных тестах читатель мог контролировать частоту дыхания и сердечного ритма, обнаруживая тонкие движения микросенсоров без батареи.
Команда разработала эти инновационные инъекционные имплантаты в течение двух лет, с февраля 2017 года по январь 2019 года.
Результат команды был опубликован в научном журнале Nature Electronics.
«Мы надеемся, что наш прорыв станет предвестником будущих неинвазивных решений для мониторинга здоровья. Микросенсоры позволят пациентам немедленно получать оповещения. Способ вмешаться, когда их физиологические состояния, такие как частота сердечных сокращений и уровень сахара в крови, превышают критический порог».сказал профессор Хо.
"Теперь, когда мы продемонстрировали возможность нашего читателя, следующим шагом будет разработка серии пассивных (безбатарейных) микродатчиков. Устройства, способные отслеживать различные физиологические параметры, такие как уровень глюкозы, биоэлектрическая и химическая активность крови».
источник: Национальный университет Сингапура.
