https://frosthead.com

Apakah Patch Kulit Fleksibel Ini Mengganti Kabel di Rumah Sakit?

Bayi di unit perawatan intensif neonatal (NICU) mungil, rapuh dan tertutup kawat. Kabel untuk memonitor detak jantung, kabel untuk memonitor tekanan darah, kabel untuk memonitor suhu, kabel untuk memonitor oksigenasi darah. Itu membuat sulit bagi bayi untuk melambaikan tangan kecil mereka, dan itu membuat lebih sulit bagi orang tua untuk menyentuh mereka, apalagi mengambilnya.

Konten terkait

  • Akankah Rahim Buatan Ini Suatu Hari Meningkatkan Perawatan Musuh?

Sekarang, berkat kemajuan dalam ilmu material, kabel-kabel itu akhirnya bisa menghilang. Para peneliti di Universitas Northwestern telah mengembangkan tambalan elektronik yang sangat tipis dan dapat diregangkan untuk memantau berbagai tanda vital dan gerakan tubuh.

Tambalan ini "memiliki potensi kuat untuk membuat perawatan kesehatan dan rehabilitasi manusia jauh lebih efisien dan efektif, " kata John Rogers, para ilmuwan yang memimpin penelitian.

Tambalan, yang sekarang dalam uji coba pada manusia, terlihat lebih mirip tato temporer. Mereka dibuat dengan menempatkan chip semikonduktor kecil pada substrat yang dapat diregangkan. Substrat tertanam dengan pola filamen logam bergelombang, yang memungkinkan untuk membawa sinyal listrik. Semuanya menggunakan antena kecil untuk mengirimkan informasi secara nirkabel, sehingga mereka tidak perlu dilampirkan ke kabel atau tabung. Rogers menyebut tambalan itu "elektronik epidermis."

Manfaat bagi bayi di NICU sudah jelas — dalam uji coba awal, seorang bayi yang terus melepas kabel sensor tradisional sama sekali tidak tertarik dengan peralatan elektronik epidermal. Tapi bukan hanya bayi-bayi NICU yang berdiri untuk mendapatkan. Rogers dan timnya juga melakukan uji coba elektronik epidermal di beberapa bidang berbeda. Salah satu bidang adalah pengobatan rehabilitasi. Mulai Juni, tim Rogers akan meluncurkan uji coba pada pasien dengan penyakit Parkinson, yang sering dilemahkan oleh tremor tidak sadar. Uji coba ini akan melibatkan penempatan tambalan di berbagai tempat di seluruh tubuh subjek dan menggunakannya untuk mengukur aktivitas otot dan karakteristik gerak.

"Tujuannya adalah untuk mengembangkan analitik yang cukup tepat yang dapat memungkinkan kita untuk menentukan awal yang sangat awal dari tremor, mencirikan perkembangan penyakit, dan juga untuk menentukan kemanjuran obat, " kata Rogers.

Dengan memantau aktivitas neuromuskuler pasien, para peneliti bahkan dapat mencari tahu, berdasarkan peningkatan kecil pada tremor, apakah pasien telah melewatkan pengobatan mereka.

Teknologi yang sama bisa bermanfaat bagi pasien stroke, sehingga memungkinkan bagi dokter untuk melacak kemajuan mereka saat mereka menjalani rehabilitasi di rumah.

Rogers dan timnya juga melakukan uji coba elektronik epidermal dengan berbagai tim olahraga profesional (Rogers tidak berhak mengatakan yang mana, tetapi mereka termasuk tim sepak bola, baseball, dan bola basket). Teknologi ini dapat melacak kemajuan pelatihan, memungkinkan pelatih untuk melihat, misalnya, jika pitcher menggunakan bentuk yang benar. Itu juga bisa memonitor perubahan kecil dalam gerakan yang menandakan kelelahan di lapangan, membiarkan pelatih melihat ketika seorang pemain terlalu lelah untuk bermain secara optimal, jauh sebelum itu jelas bagi orang lain.

"Idenya adalah untuk merancang perangkat ini sedemikian rupa sehingga Anda dapat memantau detak jantung, mekanik pelemparan, mekanik menembak menembak bebas [dan banyak lagi], " kata Rogers.

Rogers telah bekerja pada teknologi elektronik fleksibel selama bertahun-tahun. Pada 2011, ia menerbitkan sebuah artikel di Science yang merinci prototipe tambalan kulitnya, yang kemudian diperbaiki untuk membuatnya lebih tahan lama. Pada 2015, labnya mengeluarkan versi tambalan yang bisa mengukur aliran darah, sementara tahun lalu mereka membuat tambalan untuk menganalisis keringat untuk penanda biokimia. Dalam sebuah komentar tentang karya Rogers dalam Sains, insinyur Zhenqiang Ma menulis bahwa elektronik epidermal berpotensi memecahkan banyak masalah saat ini dengan pemantauan kesehatan dan "memungkinkan pemantauan menjadi lebih sederhana, lebih dapat diandalkan, dan tidak terganggu." Dia juga menulis bahwa "jenis kulit elektronik lainnya dengan aplikasi di luar fisiologi, seperti pengambilan panas tubuh dan radio yang dapat dikenakan, juga dapat menunjukkan arah yang menarik untuk pekerjaan di masa depan."

Sementara Rogers dianggap sebagai bapak elektronik epidermal, sejumlah peneliti sedang berupaya memajukan teknologi dalam beberapa cara. Beberapa percaya elektronik fleksibel suatu hari nanti akan digunakan untuk aplikasi di luar kulit, seperti alat pacu jantung, dan bahkan mungkin ada di mana-mana sebagai monitor kesehatan terus menerus, terus-menerus memeriksa hal-hal seperti kadar oksigen darah dan gula darah. Para peneliti dari Stanford hingga MIT hingga universitas di Jepang dan Swedia sedang mengerjakan berbagai aspek elektronik fleksibel, termasuk membuat teknologi lebih kecil dan lebih tahan lama.

Perusahaan kosmetik Laroche-Posay telah menciptakan tambalan berbentuk hati untuk memantau paparan UV; saat ini ada daftar tunggu untuk perangkat. Tidak seperti elektronik epidermal Rogers, yang mengirimkan data secara nirkabel, patch UV bekerja dengan mengubah warna; aplikasi smartphone yang sesuai membaca perubahan warna dan memberi tahu Anda jika Anda terlalu lama berjemur.

Setelah 10 tahun bekerja menciptakan elektronik epidermal, tantangan yang tersisa kurang tentang rekayasa daripada tentang optimasi dan keamanan, kata Rogers. Karena perangkat mentransmisikan secara nirkabel, enkripsi data akan menjadi perhatian. Rogers juga berharap untuk mengembangkan perangkat lebih lanjut, berpotensi memberi mereka kemampuan untuk mengambil sampel biofluida seperti keringat dan melakukan analisis kimia terhadap biomarker yang mengindikasikan kesehatan atau penyakit. (Rogers telah melakukan pekerjaan di bidang ini). Tim ini juga melihat pengembangan perangkat untuk memberikan cairan melalui kulit, yang bisa menjadi cara yang tidak mencolok untuk memberikan obat-obatan.

"Kami cukup optimis tentang hal itu, " kata Rogers. "Ada banyak hal yang bisa kita lakukan hari ini, dan ada banyak potensi untuk hal-hal tambahan di masa depan."

Apakah Patch Kulit Fleksibel Ini Mengganti Kabel di Rumah Sakit?