Slimme draad' maakt het mogelijk 3-d weefsel in te bedden voor medische diagnostiek


Slimme draad' maakt het mogelijk 3-d weefsel in te bedden voor medische diagnostiek

Door het integreren van microfluidische netwerken, nano-schaal sensoren en elektronica hebben onderzoekers geïmplanteerde, draadachtige apparaten gemaakt die door verschillende lagen weefsel in 3-D kunnen worden gezet om diagnostische data draadloos te verzamelen en te verzenden, zoals dat gebeurt.

De microfluidische draden penetreren verschillende lagen om weefselvloeistof te proeven en te kanaliseren om draden te detecteren die gegevens verzamelen, zoals pH en glucose. Elektrisch geleidende draden leveren dan de gegevens naar een flexibele draadloze zender die op de bovenkant van de huid kan worden geplaatst.

Beeldkrediet: Tufts University

Het tijdschrift schrijven Microsystemen & Nanoengineering , Het team - geleid door ingenieurs van de Tufts University in Medford, MA - zegt dat het nieuwe diagnostische platform "smart thread" de basis kan vormen van een nieuwe generatie implanteerbare medische diagnostiek en slimme draagbare apparaten.

Het papier beschrijft de oprichting van microfluïdische draden die door verschillende lagen weefsel kunnen worden gezogen om vloeistof te proeven. Het netwerk van microfluidische circuits "interface nauwlettend met biologische weefsels in drie dimensies," let op de auteurs.

Na het verzamelen van de kleine monsters van weefselvloeistof, brengen de microfluidische draden ze door tot het detecteren van draden die verschillende eigenschappen meten - zoals pH en glucose - en verzenden de gegevens langs elektrisch geleidende draden naar een flexibele draadloze zender die op de bovenkant van de huid kan worden geplaatst.

Microfluidics is een relatief nieuwe technologie die ideeen uit de fysica, chemie, biochemie, engineering, nanotechnologie en biotechnologie toepast ter bestrijding van kleine hoeveelheden vloeistof langs microkanalen.

Het team liet zien hoe de slimme draad medische gegevens kan verzamelen en doorgeven - zoals pH en glucose, plus weefdruk, stress, spanning en temperatuur - in levende ratten, evenals gekweekt weefsel. De gegevens werden overgebracht naar een mobiele telefoon en computer.

Het kunnen realiseren van dergelijke eigenschappen in drie dimensies in levend weefsel in real-time, kan nuttig zijn voor een reeks medische toepassingen, zoals het controleren van wondgenezing, opkomende infecties, of gewoon of de lichaamskenmerken buiten balans zijn.

De mogelijkheid om 3-D diagnostiek in organen te suturen is uniek

Het 3-D-platform kan voldoen aan complexe weefselstructuren, zoals die gevonden worden in organen, wonden en zelfs orthopedische implantaten.

Corresponderende auteur Sameer Sonkusale, een universitair hoofddocent en directeur van de NanoLab in de afdeling elektrotechniek en computer engineering aan de Tufts School of Engineering, zegt:

"Het vermogen om een ​​draadgebaseerd diagnostisch apparaat intiem in een weefsel- of orgelomgeving in drie dimensies te hechten, voegt een unieke functie toe die niet beschikbaar is met andere flexibele diagnostische platforms."

Het idee van slimme apparaten die geschikt zijn voor medisch bewaking - en zelfs interventie - is niet nieuw. Zo ontwikkelen onderzoekers slimme insuline patches die hoge bloedsuikerspiegel hebben en de juiste hoeveelheid insuline ontladen, en slimme wondverband die bacteriële infecties voelen.

Echter, de structuur van deze en andere implanteerbare inrichtingen is in wezen 2-D geweest, en terwijl het nog steeds bruikbaar is, is beperkt tot vlak weefsel zoals huid, let op de auteurs.

Een ander nadeel is dat in veel gevallen de materialen in de 2-D substraten duur zijn en speciale verwerking vereisen.

Daarentegen is het materiaal dat gebruikt wordt om slimme draad te maken dun, flexibel, goedkoop en makkelijk te vormen in complexe vormen.

De auteurs merken op dat de draad ook natuurlijke wicking eigenschappen heeft. Dit kan gebruikt worden om analyten over te brengen - stoffen die helpen bij chemische analyse van het weefsel.

We denken dat draadgebonden apparaten potentieel kunnen worden gebruikt als slimme hechtingen voor chirurgische implantaten, slimme bandages om wondgenezing te controleren of geïntegreerd in textiel of stof als gepersonaliseerde gezondheidswaarnemers en diagnostische diagnostiek."

Prof. Sameer Sonkusale

De onderzoekers zeggen dat er nog meer werk moet worden verricht - bijv. Zij moeten de lange termijn biocompatibiliteit van de slimme draad beoordelen - de resultaten die ze tot nu toe hebben bereikt, wijzen op de mogelijkheid om behandelingen te optimaliseren die passen bij individuele patiënten.

Ontdek hoe transparante schedelimplantaten zijn ingesteld om de laserbreinoperatie te vergemakkelijken.

Internet Technologies - Computer Science for Business Leaders 2016 (Video Medische En Professionele 2022).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk