Модные фитнес-трекеры скоро могут быть вытеснены высокотехнологичными татуировками, отслеживающими показатели здоровья. РБК Тренды изучили разработки в сфере медицинских гаджетов
Медицина не первый год движется в направлении потребительских приборов, которые позволяют человеку самому отслеживать жизненно важные параметры. Вскоре на смену тонометрам, глюкометрам и прочим устройствам могут прийти новые решения. Их разработкой в настоящее время занимаются исследователи всего мира.
В научных изданиях за последние пару лет начали все чаще появляться публикации, посвященные носимым датчикам здоровья в виде пластырей. Некоторые исследовательские группы пошли дальше и начали разрабатывать методики печати специальных татуировок, которые позволят отслеживать состояние организма в течение определенного времени.
Пластырь-татуировка для измерения давления и показателей сердца
Команде из Центра носимых датчиков Калифорнийского университета в Сан-Диего удалось в 2021 году создать пластырь в виде татуировки, который способен одновременно отслеживать и артериальное давление, и частоту сердечных сокращений.
Пластырь с двумя датчиками
Наклейка включает в себя электрохимические датчики для измерения уровня алкоголя, кофеина, глюкозы и лактата, а также ультразвуковой датчик, который контролирует кровяное давление.
Разработка позволит врачам удаленно мониторить состояние пациентов, а люди смогут использовать его самостоятельно, чтобы отслеживать свое кровяное давление, течение диабета или других заболеваний.
Демонстрация работы датчика
Теперь команда работает над новой версией наклейки, в которой будет еще больше датчиков для отслеживания других биомаркеров.
Серебряные татуировки для ЭКГ
Международная группа исследователей из Харбинского и Пекинского технологических институтов, а также Департамента материаловедения и инженерии штата Пенсильвания пошла дальше и разработала электронные схемы, которые можно будет печатать прямо на коже человека для контроля жизненно важных функций.
Серебряные наносхемы на коже человека
Ученые используют особый способ спекания наночастиц серебра при пониженной температуре, чтобы не повредить кожу. Обычно процесс спекания серебра требует высоких температур (300 °C), но при добавлении наночастиц эту температуру удалось снизить до 100 °C. Специальный защитный слой для кожи, который включает пасту из поливинилового спирта (основной ингредиент масок для лица), позволяет избежать ожогов. Сами татуировки наносятся с помощью деревянного штампа. Пока разработка находится на стадии тестирования. Ученые считают, что в будущем такие татуировки можно будет носить несколько дней, при этом они смываются только горячей водой.
Такая татуировка позволяет отслеживать температуру тела, влажность кожи, уровень кислорода в крови, частоту сердечных сокращений, частоту дыхания, артериальное давление и электрические сигналы организма, которые считываются при ЭКГ.
Все данные передаются на компьютер при помощи гибкой печатной платы на бумажной основе с чипом для беспроводной связи, которая крепится к внутренней стороне рукава рубашки. При тестировании технологии полученная информация оказалась такой же или точнее, чем с обычных устройств.
Золотые импланты под кожей для определения состава крови
Ученые из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце в 2021 году разработали новый тип имплантируемого датчика из наночастиц золота. Его можно оставлять на теле на несколько месяцев. Нанозолото, внедренное в искусственную полимерную ткань, имплантируется под кожу, а сам датчик сообщает об изменениях концентрации веществ в организме, меняя свой цвет. За счет того, что металл поместили в пористый гидрогель, ткани тела не отторгают его, а клетки могут прорастать в поры датчика.
Наночастицы отражаются в инфракрасном диапазоне и не видны глазу. То, как датчик будет менять свой цвет, можно будет отслеживать с помощью специального измерительного прибора, который достаточно приложить к коже.
Сами специалисты сравнивают свою разработку с невидимой татуировкой тоньше одного миллиметра. По их словам, ее можно будет использовать для наблюдения за концентрациями биомаркеров или лекарств в организме.
Пластырь от обезвоживания
Подобными разработками заинтересовались даже крупные корпорации, которые не имеют прямого отношения к медицине. Так, PepsiCo в 2021 году объявила о выпуске пластыря Gx Sweat Patch для измерения скорости потоотделения и концентрации хлорида натрия в поте во время тренировок. Разработка принадлежит стартапу Epicore Biosystems и Gatorade, дочерней компании корпорации.
Пластырь позволит спортсменам и тем, кто занимается в домашних условиях, отслеживать процесс потоотделения и избегать обезвоживания. Его нужно носить на внутренней стороне левого предплечья во время тренировки, а мониторить показатели можно в приложении Gx на смартфоне, которое дает рекомендации по потреблению жидкости.
Пластырь Gx Sweat Patch
Устройство состоит из микрофлюидных каналов, в одном из которых пот подкрашивается в оранжевый цвет, а химические реагенты вступают в реакцию с хлоридом натрия и превращают его в пурпурный. Интенсивность цвета соответствует концентрации обнаруженных ионов хлора.
Как работает приложение Gx
Пластырь уже продается в США в магазинах спортивных товаров и в Интернете по $24,99 за штуку.
Увеличение количества показателей, за которыми способны следить датчики, в будущем позволит реализовать концепцию автоматизированного медицинского учреждения. Пациенты смогут проводить самодиагностику, а у специалистов появится больше времени на работу непосредственно с больными. Процесс диагностики и лечения станет более эффективным и менее затратным.
Источник
9.3М
