Patienter på hospitaler, ældre mennesker og mennesker med hjerteproblemer kan måske snart have midlertidige tatoveringer i stedet for pulsmåler eller pulsoximeter. Professor Nanshu Lu og et team ved University of Texas ved Austins Cockrell School of Engineering har fundet en måde at hurtigt udskrive billige, bærbare biosensorer på.
Relateret indhold
- Disse støvler kunne redde en brandmanders liv
Da forskerne så på at bygge tatoveringslignende bærbare, vidste de, at der var masser af smarte, små sensorer på markedet. Problemet var ikke med teknologien, siger Lu, det var med fremstillingsprocessen, som var lang, kedelig og dyr. Det gjorde det næsten umuligt at udvikle engangssensorer til midlertidigt at overvåge sundhedsresultater.
”Ultimate, hvis du tænker på tatoveringslignende elektronik, er der ingen, der ønsker at genbruge dem - ikke engang på dig selv - så engangskarakteren er nøglen, ” siger Lu.
Tidligere var lignende sensorer blevet fremstillet ved at konstruere den mekaniske komponent, et metalkredsløb og derefter integrere det med et elastisk klæbemiddel. Processen var dyr og tidskrævende.
Forskerne kiggede på alternative måder at gøre skør elektronik fleksibel og klistret på. Ved hjælp af principperne i 3D-udskrivning regnede de ud med en måde at bruge en mekanisk skærer til at udskære mønstre på et metalplade i stedet for at danne elektronikken i en form.
”Vi begyndte at kigge efter metalplader, der er anbragt på polymerplader, dybest set som aluminiumsfolie lamineret på dobbeltsidet tape, ” siger Lu. De fandt det billige, fleksible metal overraskende let - i en hjemmebutikgang i en jernvarebutik. Ting som guldbelagte polymerer bruges som varmereflektion i konstruktionen.
”Vi opfandt en proces, der kan danne skæremønstre på disse ark, og derefter fjerne de unødvendige dele, ” siger hun. "Den resterende del overføres til tryk på medicinsk tape eller tatoveringslim."
Udskrivningen tager cirka 20 minutter, og i modsætning til tidligere metoder til bygning af fleksibel elektronik skaber denne minimal affald og kræver ikke et specielt laboratorium. Lu siger, at hun ønsker at få omkostninger ned til omkring $ 1 pr. Patch.
Holdets mål er at integrere flere sensorer og antenne i et program med kreditkortstørrelse, som kunne overvåge vitale tegn i cirka en uge og trådløst kommunikere dem til læger og patienters computere, tablets og smartphones. Afhængig af hvor plasteret placeres på kroppen, kan det fungere som et elektrokardiogram (EKG), som måler hjerteaktivitet, eller et elektroencefalogram (EEG), der ser på hjernens funktion. Plasterne kunne måle hudhydrering, respirationsfrekvens og øjenaktivitet og til sidst spore blodtryk og iltmætning for en række patienter, fra gravide kvinder til atleter.
En af de største udfordringer ved masseproduktion af det bærbare er at gøre det trådløst via Bluetooth eller en NFC-chip (nær feltkommunikation). Chip-producenter har ikke forpligtet sig til at gøre chips lille endnu endnu, så Lu og hendes team arbejder på at udvikle en, der måler to kvadratmeter. Når det er sagt, hvis folk er komfortable med, at en møntstørrelse trådløs enhed er en del af patch'en, kunne enheden snart være klar.
”Den sejeste del er, at dette virkelig er en platformteknologi, ” siger Lu. ”Du kan fortsætte med at skubbe grænserne på skindene eller sensorerne eller antennen. Du kan tilføje til denne platform. "
