Новости химической науки > Гибкие сенсоры для изучения свойств кожи

Международная группа исследователей под руководством Джона Роджерса (John A. Rogers) из Университета Иллинойса создали гибкие электронные устройства, способные измерять механические свойства кожи и других биологических тканей.

С помощью новых устройств исследователям удалось построить карту эластичности кожи десятков пациентов в клиниках, получив количественные данные о свойствах здоровой и поврежденной ткани. Полученная информация может оказаться полезной для медиков для более точной диагностики таких патологий, как дерматиты и рак кожи. Исследователи уверены, что подобные сенсоры можно имплантировать в тело для мониторинга повреждения или неправильного функционирования кровеносных сосудов или других мягких тканей.

Полученное с помощью электронного микроскопа окрашенное изображение нового пьезоэлектрического устройства, состоящего из электростатических возбудителей. (большие полоски) и сенсоров (меньшие по размеру полоски). (Рисунок из Nat. Mater. 2015, DOI: 10.1038/nmat4289)

Для изучения биомеханических свойств ткани исследователи использовали полоски пьезоэлектрического материала – титаната-цирконата свинца, деформирующегося при воздействии электрической энергии и вырабатывающего электроэнергию при деформации. Полоски были достаточно гибкими для того, чтобы обратимо деформироваться, даже будучи вложенными между тонкими электродами из золота и платины. Исследователи связали пьезоэлектрику с внешними источниками энергии и системами сбора и обработки данных с помощью сети тонких проводов.

Вложенные в электроды полоски из пьезоэлектрика были инкапсулированы в полиимид, полимер, механические свойства которого близки механическим свойствам кожи. Во время эксперимента исследователи закрепляли напоминающее повязку устройство на коже пациента, находясь на которой, он активировал сокращение кожи с помощью пьезоэлектрических актюаторов, а находящиеся рядом пьезоэлектрические датчики, детектирующие то, как кожа реагирует на вибрацию, позволяют определить жесткость кожи.

Стефани Лакур (Stéphanie P. Lacour) из Швейцарского федерального технологического института отмечает, что результаты испытания нового устройства на широком круге пациентов выглядят воодушевляющими. Роджерс подчеркивает, что новое устройство отличается от обычного инструментария доктора тем, что новый тип анализа практически не приносит человеку неудобств.

Источник: Nat. Mater. 2015, DOI: 10.1038/nmat4289

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #бытовая химия, #медицинская химия, #неорганическая химия, #химия полимеров