Bioszenzorok A tetoválásod megmutatja, hogy vagy
2017. június 16-án 11: 07-kor.
A cukorbetegség széles körben elterjedt betegség: sok érintettnek folyamatosan figyelnie kell vércukorszintjét. Ez hosszú távon bosszantó lehet. Mennyire lenne praktikus, ha a bőrre pillantva kiderülhet, hogy a saját teste hogyan áll? A Massachusettsi Műszaki Intézet (MIT) és a Harvard Orvosi Egyetem kutatói kifejlesztettek egy tetováló festéket, amely állítólag ezt lehetővé teszi az úgynevezett bioszenzoroknak köszönhetően: A vér értékének változásakor megváltoztatja a színét.
Az Egészségügyi Világszervezet szerint a világon körülbelül 422 millió ember szenved cukorbetegségben. Mindegyiküknek naponta többször meg kell mérnie a vércukorszintjét. Ehhez szúrniuk kell magukat: Vércsepp szükséges az ujjbegyéről. Azok számára, akik félnek a tű tűjétől a bőrben, az amerikai kutatók által nemrégiben bemutatott lehetséges alternatíva azonban nem lesz ilyen: a tetoválások állítólag megmutatják, hogy mennek a dolgok a vércukorszinttel. Nagy előny: A beteg nem felejtheti el a mérést, a tetoválás magától reagál, mert megváltoztatja a színét, ha valami nincs rendben.
A bioszenzorok elemzik a szöveti folyadékot
A "Dermal Abyss Ink" nevű tinta úgynevezett bioszenzorokat tartalmaz, amelyek képesek mérni a vér pH-értékét, valamint a cukor és nátrium szintjét. A tinta nem kapcsolódik közvetlenül a véráramhoz, de figyeli a test szövetében lévő sejteket körülvevő szövetfolyadékot - az intersticiális folyadékot. A víz mellett olyan anyagokat is tartalmaz, mint a cukor, az aminosavak és a hormonok oldott formában.
Ha a vérben változnak az értékek, akkor a tetoválás színe is megváltozik: ha a pH-érték nő, akkor rózsaszínű vagy lilás lesz, ha a nátrium-tartalom nő, akkor zöldre vált, és ha a vérben túl sok a glükóz, akkor barna lesz . A bőr úgyszólván vérérték-kijelzővé válik.
A tinta jelenleg még tesztelési fázisban van. A tudósok először disznó bőrén tesztelik őket. Nagyon hasonlít az emberi bőrhöz, és a tetováló művészek is használják gyakorlásra. Az amerikai kutatók szerint az első próbálkozások már sikeresek voltak. A jövőben a tinta elősegítheti a betegségek gyorsabb diagnosztizálását. Ehhez azonban a betegeknek készen kell állniuk a tetoválásra: elvégre az alak és a motívum szabadon választható, mint bármely más tetoválásnál.
Videó: DermalAbyss - A bioszenzorok mint tetovált interfész linkje a WWW-hez
Vakolat helyett tetoválás?
De valóban elengedhetetlen egy tetoválás, hogy kihasználhassuk az ilyen bioszenzorok előnyeit? A tudósok más felhasználásokon is dolgoznak. Lehetőség lenne arra is, hogy a test működését mérő anyagokat felvigyék a bőrre - például egyfajta gipsz segítségével.
Ilyen technológiát kutatnak az Ilmenau Műszaki Egyetemen: Heiko Jacobs nanotechnológus rugalmas mikrochipeken dolgozik - áramköri lapokon, amelyek teljesen új eszközöket és alkalmazásokat tesznek lehetővé. Teljesen hajlékonyak és rugalmasak, mint a gumi. Minden felületen fészkelődnek - legyen az fém vagy emberi bőr -, és összegyűrheti őket, mint egy porvédő. Az ilmenauiak azt kutatják, hogyan tudják optimálisan felszerelni a szilikon alapanyagot a megfelelő technológiával, mert a belsejében lévő elektromos áramkörök nem szakadhatnak meg, ha széthúzzák, megcsavarják, meghajlítják és összenyomják őket. A megoldás része: a lehető legkisebb alkatrészek.
Ha megnéz egy ilyen hordozót és a legkisebb alkatrészeket, akkor azok egy milliméteres tartományba esnek. Olyan technológiákat fejlesztettünk ki, amelyek lehetővé teszik a mikroszkopikus chipek elhelyezését.
Heiko Jacobs, nanotechnológus, TU Ilmenau
Az ilmenaui apró chipek olyan kicsiek, hogy már nem szabad szemmel láthatja őket - teszi hozzá a nanotechnológus. A rugalmas áramköri kártyák segítségével többek között kifejleszthető egy olyan elektronikus bőrtípus, amely folyamatosan méri egészségi állapotunkat. Ezután az információ az okostelefonra, vagy a jövőben közvetlenül a rugalmas chip képernyőjére kerül. Ehhez a tudósoknak még mindig meg kell oldaniuk egy problémát: Eddig csak egy szintet lehet beépíteni az anyagba - a megjelenítéshez azonban több szintre lenne szükség. Heiko Jacobs becslései szerint tíz év múlva elkészül a technológia.
Korszerű kutatás a TU Ilmenau-nál A jövő chipje - mint egy elektronikus bőr
Az EKG ing
Tehát amíg nincs egy második elektronikus bőr az emberek számára, fel kell venniük valamit, ami képes mérni a test létfontosságú funkcióit. Az egyik ilyen találmány, amely már piacra került, a Fraunhofer Integrált áramkörök intézetétől (IIS) származik. Első pillantásra egyszerű póló. De a "FitnessSHIRT" valós idejű EKG-t végez: többek között a pulzusszámot, a légzési ritmust vagy a belégzési és a kilégzési időt méri.
A csúcstechnológiájú ing vezető textilelektródákkal van felszerelve, amelyek beépülnek a ruha szövetébe. Feljegyzik a szívizom elektromos aktivitását. Ezenkívül a mellkason található rugalmas szalag rögzíti a légzési mozgásokat. Ezeket az adatokat számítógépre továbbítják és kiértékelik. Ez az okostelefon méretű készülék pattintással rögzíthető az ingen.
A sportolók ezt követően felhasználhatják ezeket az adatokat, például teljesítménydiagnosztikához és edzésellenőrzéshez. De az ing még növelheti a mentőmunkások biztonságát: A szív- és légzőszervi funkciók állandó ellenőrzésének köszönhetően a tűzoltókat kritikus helyzetekben korán figyelmeztetni tudták műveleteik során, és veszély esetén időben megmenteni kollégáikat. Orvosi alkalmazás is elképzelhető: a kockázati betegeket könnyen ellenőrizni lehet - például szív- és érrendszeri betegségek esetén. A rehabilitációs betegek számára az ing a fizikai stressz határainak azonnali felismerésére szolgál.
A hordható eszközök figyelik a létfontosságú funkciókat
Az orvostudományban egyre fontosabbak az úgynevezett hordható eszközök - vagyis hordozható számítógépes rendszerek, amelyek használat közben a felhasználó testéhez vannak rögzítve. Mindenekelőtt a betegek létfontosságú funkcióinak figyelemmel kísérésére és ezen adatok valós időben történő feldolgozására használják, mivel pénzt és időt takarítanak meg. Normális esetben a betegeknek először orvoshoz vagy laboratóriumba kell látogatniuk, ahol megfelelő vizsgálatokat kell elvégezni - a hordozható technológiával történő állandó monitorozással ez feleslegessé válik.
Ilyen viselhető példák a Texas Instruments-től származnak. A "Multi-Parameter Bio-Signal Monitor" elnevezésű tervet otthoni betegellenőrzésre fejlesztették ki, és számos biojelet rögzít, például EKG-t, pulzusszámot, légzési frekvenciát, bőrhőmérsékletet és lépések számát. A T alakú hordható a beteg mellkasához van rögzítve. A fejlesztők szerint rugalmas szubsztrátumok alapján fejlesztették ki, hogy alkalmazkodni tudjanak az emberi testhez.
A rögzített adatokat azután NFC technológia segítségével vezeték nélkül továbbítják okostelefonra. És még akkor is, ha a Texas Instruments készülék eldobható hordozható kartonból készül: Az egyszer használatos eszköznek hozzá kell járulnia a beteg biztonságához, mert az orvostechnikai eszközök ismételt használata kórházi baktériumok okozta fertőzésekhez is vezethet.