Инженеры создали электронный пластырь, который отслеживает биомолекулы в глубоких тканях. По словам разработчиков, его можно использовать для обнаружения опасных для жизни состояний и образований, включая дисфункцию органов и злокачественные опухоли.
Новый электронный пластырь создали сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Диего. Это усовершенствованная версия патча, который создали в 2018 году. Он использовал ультразвуковые волны для непрерывного контроля толщины пульсирующих кровеносных сосудов, чтобы анализировать артериальное давление в режиме реального времени.
Теперь ученые разработали версию для мониторинга перфузии крови — ее прохождение через ткань. Эта телесная функция — ключ к здоровому функционированию тканей, а также транспортировке кислорода и питательных веществ. Когда она затруднена, это свидетельствует о тяжелой дисфункции органов и надвигающемся сердечном приступе. В то же время, аномальное скопление крови может свидетельствовать о кровоизлиянии или развитии злокачественных опухолей. Таким образом, постоянный мониторинг перфузии крови поможет обнаружить эти опасные для жизни состояния.
Новый пластырь, разработанный в Калифорнийском университете в Сан-Диего, удобно прилегает к коже и может использоваться для выявления ряда заболеваний. Предоставлено: Сяосян Гао / Инженерная школа Джейкобса / Калифорнийский университет в Сан-Диего
Ученые сосредоточили внимание на биомолекуле гемоглобина в глубоких тканях. «Количество и расположение гемоглобина в организме предоставляют важную информацию о перфузии крови или накопление ее в определенных местах, — пояснил соавтор исследования Шэн Сюй. — У нашего устройства большой потенциал. Он пригодится для тщательного мониторинга групп высокого риска».
Сам по себе ластырь гибкий и удобно прилегает к коже. Он оснащен массивами лазерных диодов и пьезоэлектрических преобразователей в мягкой силиконово-полимерной матрице, посылая импульсные лазеры в ткани ниже. Биомолекулы в глубоких тканях поглощают оптическую энергию, что приводит к излучению акустических волн сквозь ткани. Пьезоэлектрические преобразователи принимают их. Затем они обрабатываются в электрической системе для восстановления пространственного отображения излучающих волн биомолекул.
В ходе тестирования система создавала трехмерные карты гемоглобина в тканях, расположенных на несколько сантиметров ниже уровня кожи, с субмиллиметровым пространственным разрешением.
