Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

I ricercatori progettano il sensore impiantabile per misurare le funzioni corporee

I sensori che riflettono lo stato di un paziente durante e dopo le procedure mediche possono essere costosi, scomodi e perfino pericolosi.

Ora, un gruppo internazionale dei ricercatori ha progettato un sensore flessibile altamente sensibile del gas che può essere impiantato nell'organismo -- e, dopo che più non è necessario, biodegradi sicuro nei materiali che sono assorbiti dall'ente.

In uno studio, i ricercatori hanno riferito che hanno progettato un sensore flessibile ed impiantabile che può riflettere i vari moduli del gas (NO) del diossido di azoto e dell'ossido di azoto (NO2) nell'organismo.

Il video dei questi tipi di gas è importante perché possono svolgere a volte un ruolo utile o, nocivo nelle sanità, secondo Huanyu “Larry„ Cheng, professore dello sviluppo di carriera di Dorothy Quiggle nel dipartimento di scienza di assistenza tecnica e meccanismi e una filiale dell'istituto per le scienze di dati e di calcolo.

Ossido di azoto, per esempio, che è prodotto naturalmente nel corpo umano, giochi un ruolo importante nella salubrità perché si rilassa o che allarga i vasi sanguigni per migliorare il flusso sanguigno, permettendo che l'ossigeno e le sostanze nutrienti circolino attraverso l'organismo.

D'altra parte, l'esposizione al diossido di azoto dall'ambiente è collegata alla progressione dei termini quale la malattia polmonare ostruttiva cronica, ha detto Cheng, che è egualmente affiliato con l'istituto di ricerca dei materiali. L'ossido di azoto è altamente reattivo e può essere trasformato nel diossido di azoto una volta esposto ad ossigeno.

Il gruppo, che riferisce i loro risultati nella questione attuale dei materiali del NPG Asia, accessibile in linea ora, ha aggiunto una torsione alla loro progettazione del sensore facendola dai materiali che non sono solo impiantabili, flessibili e stretchable, ma anche biodegradabile.

Mentre le unità correnti sono utilizzate fuori dell'organismo per riflettere i livelli del gas, Cheng ha detto che sono ingombranti e potenzialmente accurati come unità impiantabile. Le unità impiantabili, tuttavia, devono essere eliminate, in grado di significare un'altra operazione. I ricercatori hanno studiato una progettazione che non deve essere eliminata.

Diciamovi hanno un intervento chirurgico cardiaco, il video fuori dell'organismo non potrebbe essere sufficiente per individuare il gas. Potrebbe essere molto più utile riflettere i livelli del gas dalla superficie del cuore, o da quegli organi interni.„

Huanyu “Larry„ Cheng, il professor di sviluppo di carriera di Dorothy Quiggle, dipartimento di scienza di assistenza tecnica e meccanici, Penn State

Questo sensore del gas è impiantabile e biodegradabile, pure, che è un'altra direzione che della ricerca stiamo lavorando sopra. Se il paziente completamente recupera da un intervento chirurgico, non hanno bisogno affatto più lungamente dell'unità, che renda le unità biodegradabili utili.„

Secondo i ricercatori, tutte componenti sono biodegradabili in acqua o in liquidi corporei, ma rimangono abbastanza funzionali catturare le informazioni ai livelli del gas.

In questo caso, i ricercatori hanno fatto i conduttori dell'unità -- gli elementi che conducono l'elettricità -- da magnesio e per i materiali funzionali, hanno usato il silicio, che è egualmente altamente sensibile ad ossido di azoto.

L'organismo può assorbire sicuro tutti materiali utilizzati nell'unità. Un vantaggio aggiunto della progettazione è che i materiali si dissolvono ad un passo abbastanza lento che permetterebbe che i sensori funzionino nell'organismo durante il periodo del ripristino di un paziente.

“Il silicio è unico -- è la particella elementare per elettronica moderna e la gente la considera come super-stabile,„ ha detto Cheng. “Il silicio è stato indicato per essere biodegradabile, pure. Può dissolversi in un modo realmente lento, a circa un - due nanometri un il giorno, secondo l'ambiente.„

Secondo i ricercatori, il sensore è stato collaudato nelle circostanze umide e nelle soluzioni acquose per indicare che potrebbe eseguire stabile negli stati duri dell'organismo.

Le risorse di calcolo usate gruppo in supercomputer del ruggito di ICDS per creare le simulazioni su elaboratore che possono calcolare estremamente i piccoli cambi hanno causato tramite i leggeri cambiamenti di forma, o le deformazioni, del materiale.

“Basiamo la misura sulla resistenza, che può cambiare basato sull'assorbimento di gas, ma può anche essere variabile dovuto la deformazione,„ ha detto Cheng. “Così, se deformiamo il sensore sulla superficie dell'interfaccia, che causerà una grande forza e un grande cambiamento nella resistenza ed in noi non avrebbe idea se la prestazione dei gas proviene dalla deformazione, o sull'ambiente esposto.„

I ricercatori dicono che i lavori futuri potrebbero esaminare progettanti i sistemi integrati che potrebbero riflettere altre funzioni corporee per invecchiamento sano e le varie applicazioni di malattia.

Source:
Journal reference:

Ko, G-J., et al. (2020) Biodegradable, flexible silicon nanomembrane-based NOx gas sensor system with record-high performance for transient environmental monitors and medical implants. NPG Asia Materials. doi.org/10.1038/s41427-020-00253-0.