Круглосуточный контроль здоровья подкожными сенсорами становится реальным

Круглосуточный контроль здоровья подкожными сенсорами становится реальным

25 Dec 2019
63
Прослушать

Миниатюрные подкожные имплантаты, способные непрерывно измерять уровень сахара в крови человека, частоту сердечных сокращений и другие физиологические параметры, могли бы существенным образом повлиять на развитие современной медицины, а для их разработчиков принести баснословную прибыль. Недавно команда ученых из Национального университета Сингапура объявила о своей новой разработке, сделав эту мечту ближе к реальности. Они разработали новый беспроводной считыватель (ридер) данных, который настолько чувствителен к малейшим изменениям показаний сенсора, что позволяет создавать субмиллиметровые микродатчики, достаточно крошечные для того, чтобы без проблем вводить их под кожу.

Информация об этой новой разработке была опубликована в журнале Nature Electronics.

Сегодняшние усилия, направленные на то, чтобы сделать подобные микросенсоры маленькими, были в значительной степени затруднены технологическими ограничениями. Такие сенсоры слишком малы, чтобы питаться от батареи, поэтому они требуют размещения рядом с ними считывающего устройства для постоянного обнаружения с помощью магнитных полей сигналов, генерируемых химическими изменениями или изменениями давления. Для того чтобы считывающее устройство могло воспринимать сигналы, датчик должен быть достаточно большим, чтобы создавать сильный сигнал в ридере. До сих пор исследователям не удавалось создать работоспособные микросенсоры размером менее 1 миллиметра.

Команда университетских ученых, возглавляемая доцентом Джоном Хо, разработала новый способ измерения сигнала, откалибровав беспроводной считыватель для работы в одной определенной точке. Это особое состояние, при котором ридер становится чрезвычайно чувствительным к близлежащим объектам. В результате новое считывающее устройство становится настолько чувствительным - в три раза более чувствительным, чем существующие ридеры - что может регистрировать даже мельчайшие сигналы, излучаемые субмиллиметровыми микродатчиками.

Команда разработала рабочий прототип считывателя, который может получать информацию с микросенсора диаметром 0,9 миллиметра, который имплантируется под кожу с помощью шприца. В лабораторных экспериментах такой приемник мог контролировать частоту дыхания и сердечный ритм, выявляя тонкие движения безбатарейного микросенсора.

Для разработки этого инновационного микродатчика команде потребовалось два года исследований.

Cледующим шагом в работе сингапурских исследователей является разработка пакета пассивных (без батареек) микросенсоров, которые могут контролировать различные физиологические параметры, такие как уровень сахара в крови, биоэлектрическая активность и биохимический состав крови.