Budoucnost ve vaší dlani – nekontaktní nositelný, který studuje tok kůže pro odhad zdraví

William Blake mohl sotva odhadnout jen rozlohu, kterou může plná dlaň obsahovat, když řekl: „Držte nekonečno v dlani“, ale dnes mu věda může poskytnout spravedlivý odhad. Menší a menší nositelná zařízení, s povrchovou plochou v rozsahu pouhého hodinek, se začaly hrát a měřily všechny druhy zdravotních parametrů na cestách – srdeční frekvence, krevní kyslík, dokonce i nepřetržité hladiny glukózy v krvi. Tady je další nositelný, ale jeden s rozdílem. Vědci se vynulovali na nositelné, které dokáže studovat proudy molekulárních látek, které procházejí kůží, jako měřítko studia zdravotního stavu jednotlivců. Je jiné, že tento nositelný je „ne kontaktní“ spoléhající se na uzavřenou komoru bezprostředně sousedící s povrchem kůže, aby vykonával svou práci.

Spolupráce amerických a jihokorejských odborníků z oblastí materiálových věd, dermatologie, inženýrství, bio-medicí a chemie se snažila na výrobu malého zařízení, téměř velikosti obličeje smartphonu, které prokázaly jedinečné schopnosti pro měření toku vodní páry, volatilní organických kombinací a uhlíkových dioxidů a uhlíkového oxidu a také na základě zdraví, ale také obecné zdraví, ale také obecné zdraví. Konkrétním použitím bylo studovat hojení ran u diabetu a má další výhodu nekontaktuálního provozu, proto lze zabránit potenciálnímu poškození křehkých tkání.

Chyťte to brzy, nákladově efektivně

John A. Rogers, který je Lewis Simpson a Kimberly Querry profesorem materiálních věd a inženýrství, biomedicínského inženýrství a neurologické chirurgie na Northwestern University, USA a řídí výzkum, že jeho tým pracuje na nositelných technologiích již asi dvě desetiletí. „S Pandemií Covid začalo zvýšené povědomí o hodnotě technologií, které by mohly neustále sledovat zdravotní stav; zachytit velmi časné známky nemoci nebo infekce nebo zdravotní komplikace, vzdálená a nákladově efektivní způsoby. Zavedli jsme řadu zařízení pro rozhraní kožních rozhraní.“

Dotyčný nositelný je však jedinečný, vysvětluje. „Je jedinečné v tom smyslu, že senzory se nekontaktují kůži. Ve skutečnosti jsou odděleny od kůže a místo toho, aby přímo měřily základní fyziologické procesy- srdeční cykly, například plicní funkce, například měříme, vlastnosti samotné kůže a měření druhů, které se vycházejí z těla skrz kůži.“

Dodává, že to je něco, na co se lidé předtím nedívali, a experimenty prokázaly, že se objevuje mnoho zajímavých informací, které se týkají hojení ran, ale také základního zdraví. Autoři zapisují výsledky Nedávný papír Publikováno v Příroda časopis. Tato technologie může poskytnout jedinečné poznatky pro klinické rozhodovací podmínky, jako jsou dermatologická onemocnění a dermální rány, ale mají také zájem o lepší porozumění podkladovým patofyziologiím. Může také monitorovat nebezpečné chemikálie, které vstupují do lidského těla přes kůži, což z něj činí životaschopnou možnost sledovat zdraví osob pracujících v nebezpečném průmyslu a zónách.

Jak funguje kůže

Stále vysvětluje: Kůže je vrstvená látka s docela dobrou nepropustnou vodní bariérou na samotném povrchu – zvanou Stratum Corneum. Pod tím je to epidermis a pak dermis. Tyto tkáně jsou poměrně propustné pro vodu. Stratum Corneum je však velmi tenkou vrstvou mrtvých buněk a slouží jako bariéra. Pokud by tato bariéra neexistovala, měli byste spoustu odpařování vody a ztráty vody, které právě vycházejí přes všechny povrchy těla. Funguje tedy velmi kritickou funkci jako vodní bariéra. Pokud je to jakýmkoli způsobem ohroženo, můžete být ohroženi dehydratací a degradací ve vlastnostech zdravé živé části kůže, epidermis a dermis.

Měření propuštění vody skrz pokožku vám proto může hodně říci o funkci bariéry pokožky a různé poruchy kožních poruch mohou snížit bariérové ​​funkce, vysvětluje Prof Rogers. „To můžete sledovat. Například transkutánní co₂ je důležitý příchod přímo přes povrch kůže a lékaři již vědí, jak to interpretovat.“ Dodává, že jejich předpoklad je, že zařízení s schopností číst a měřit druhy životního prostředí, které vstupují do těla skrz kůži, pravděpodobně přinese další poznatky, o kterých lékaři ještě nevědí.

Co zařízení dělá

Samotné zařízení, jak popisuje, je jako malá kapsa s bezdrátovou elektronikou, která může přenášet data do vašeho telefonu. Má také komoru, která tvoří mikroklima, když je zařízení utěsněno proti povrchu kůže. V této komoře je zavěšeno sadou senzorů, velmi malých polovodičových zařízení, která mohou měřit vodu, CO₂ a různé těkavé organické sloučeniny. Na zadní straně je ventil, který lze otevřít a uzavřít prostřednictvím bezdrátového spouštěče. Když je ventil uzavřen a zařízení je na povrchu kůže, senzory měří postupné zvýšení koncentrace vodní páry a CO₂. Když je ventil otevřen okolnímu prostředí, zvýšené koncentrace těchto druhů se mohou rozptýlit, protože nyní se tyto druhy mohou jen rozptýlit do okolního prostředí. Provádíme měření se zavřeným ventilem, poté otevřeno atd. Rychlost, při které se tyto koncentrace zvyšují, určuje tok. “

Tato nízkonákladová zařízení mohou být pouze dodržována na povrch kůže a tyto vlastnosti měřit nepřetržitě, aniž by lékař musel být na volání. Zařízení lze namontovat kdekoli na těle a sledovat tok ven a také dovnitř toku současně.

Další vitální znak

Prof. Rogers říká, že již byl o zařízení z průmyslu parfumerie určitý zájem. A i když dosud nebyl studován v prostředí, kde pacient utrpěl popáleniny, dodal, že by byla vzrušující cesta ke spuštění. Jakmile se ze zařízení vynoří adekvátní údaje po určitou dobu, může se měření z kůže ukázat jako další vitální znamení, že lékaři se na odhad zdraví svých pacientů spoléhají kromě konvenčních vitálních funkcí.