นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮูสตันสถาบันหัวใจแห่งเท็กซัสและมหาวิทยาลัยชิคาโกได้พัฒนาแผ่นยางฝังที่สามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับหัวใจและใช้ในการวินิจฉัยภาวะหัวใจได้ อุปกรณ์เกี่ยวกับหัวใจหลายอย่าง เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ ถูกจำกัดด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธี พวกเขาทำขึ้นโดยใช้วัสดุที่แข็งและไม่สามารถปรับให้เข้ากับพื้นผิวที่ซับซ้อนของหัวใจ หรือมีความยืดหยุ่นแต่มีข้อจำกัดในการทำงาน
อุปกรณ์ใหม่นี้ทำมาจากวัสดุที่เป็นยางทั้งหมด
และสามารถวางลงบนหัวใจได้โดยตรง สามารถบันทึกข้อมูลขณะก้มตัวด้วยการเต้นของหัวใจ นับเป็นครั้งแรกที่ไบโออิเล็คทรอนิคส์ได้รับการพัฒนาโดยใช้วัสดุที่เป็นยางซึ่งมีคุณสมบัติทางกลคล้ายกับเนื้อเยื่อในหัวใจ รากฟันเทียมมัลติฟังก์ชั่นอุปกรณ์นี้มีฟังก์ชันหลายอย่างและสามารถรวบรวมข้อมูลเพื่อวินิจฉัยสภาวะและทำหน้าที่บำบัดได้ ไม่ต้องการแหล่งพลังงานภายนอกเพราะใช้พลังงานที่สะสมจากการเต้นของหัวใจ
รากฟันเทียมสามารถตรวจสอบความเครียดและอุณหภูมิของเนื้อเยื่อ ตลอดจนวัดกิจกรรมอิเล็กโตรกายภาพวิทยา ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นปัจจัยสำคัญที่สามารถช่วยวินิจฉัยภาวะหัวใจต่างๆ ได้ ที่สำคัญอุปกรณ์นี้สามารถรวบรวมข้อมูลนี้จากหลายภูมิภาคพร้อมกันเพื่อกำหนดขอบเขตของปัญหาได้อย่างเต็มที่ นอกจากการตรวจสอบหัวใจแล้ว อุปกรณ์ยังสามารถวัดจังหวะด้วยไฟฟ้าและทำการระเหยด้วยความร้อนเพื่อทำลายเนื้อเยื่อที่เสียหาย
ตัวเครื่องเป็นแผ่นอิเล็คทรอนิคส์แบบยืดหยุ่นบางซึ่งมีความหนาเพียง 0.4 มม. มันขึ้นอยู่กับวัสดุที่เป็นยางทั้งหมดตั้งแต่พื้นผิวจนถึงเซมิคอนดักเตอร์ ฐานหลักของอุปกรณ์คือ PDMS (polydimethylsiloxane) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นทั่วไปและมีต้นทุนต่ำ
อุปกรณ์สามารถงอ ยืด และยู่ยี่ได้โดยไม่มีความเสียหายใดๆ
อันที่จริงมันสามารถยืดได้ถึง 30% และยังคงทำงานอยู่ เนื่องจากคุณสมบัติทางกลของรากฟันเทียมมีความคล้ายคลึงกับเนื้อเยื่อหัวใจ อุปกรณ์สามารถมีส่วนติดต่อกับหัวใจได้อย่างใกล้ชิด และความเสี่ยงที่รากฟันเทียมอาจทำให้หัวใจเสียหายได้ลดลง
ฟิวเจอร์สที่ยืดหยุ่นอุปกรณ์นี้ไม่ได้มีไว้สำหรับการปลูกถ่ายระยะยาว แต่เป็นมาตรการวินิจฉัยชั่วคราว ด้วยความรู้ที่กว้างขวางเกี่ยวกับการทำงานของหัวใจ แพทย์จึงสามารถวินิจฉัยและรักษาความผิดปกติของหัวใจได้ดีขึ้น มันยังช่วยเร่งการพัฒนาการรักษาใหม่ๆ ได้อีกด้วย
“ต่างจากไบโออิเล็กทรอนิคส์ที่ใช้วัสดุแข็งที่มีโครงสร้างทางกลที่สามารถยืดหดได้ในระดับมหภาค การสร้างอิเล็กทรอนิคส์ชีวภาพจากวัสดุที่มีโมดูลัสที่เข้าคู่กับเนื้อเยื่อชีวภาพ ชี้ให้เห็นเส้นทางที่มีแนวโน้มไปสู่ไบโออิเล็กทรอนิคส์ชีวภาพและไบโอเซนเซอร์รุ่นต่อไปที่ไม่มีวัสดุที่ยาก- ส่วนต่อประสานที่นุ่มนวลสำหรับหัวใจและอวัยวะอื่น ๆ” นักวิจัยเขียน
ทีมนักวิจัยนานาชาติได้พัฒนาเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพแบบใหม่ซึ่งสามารถวัดปริมาณของไนตริกออกไซด์ (NO) ได้ ในบทความที่ตีพิมพ์ในNPG Asia Materialsทีมงานจากมหาวิทยาลัยเกาหลี มหาวิทยาลัย เค มบริดจ์ มหาวิทยาลัยแห่ง รัฐเพนซิลวาเนียและสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งเกาหลีได้สรุปว่าเทคโนโลยีฝังเทียมสามารถนำมาใช้บันทึกความเข้มข้นของ NO จากพื้นผิวของอวัยวะได้อย่างไร ก่อนย่อยสลายเป็นวัสดุที่ร่างกายปลอดโปร่งอย่างปลอดภัย
ไนตริกออกไซด์และไนตริกไดออกไซด์
หรือที่เรียกรวมกันว่า NOx มีบทบาทสำคัญในสุขภาพของหลอดเลือด ระบบประสาท และระบบทางเดินหายใจ ปัจจุบัน เซ็นเซอร์เชิงพาณิชย์ตรวจสอบความเข้มข้นของ NOx จากภายนอกโดยการหายใจออก อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ดังกล่าวอาจไม่ไวพอที่จะวัดปริมาณก๊าซเหล่านี้ภายในตัวผู้ป่วยได้อย่างเพียงพอ
“การตรวจสอบระดับก๊าซจากอวัยวะภายในอาจเป็นประโยชน์มากกว่ามาก” Huanyu “Larry” Cheng ผู้เขียนศึกษาอธิบาย การวัดระดับ NOx จากภายในตัวผู้ป่วยช่วยเพิ่มความแม่นยำและความไวเหนือเซนเซอร์แบบเดิม
อย่างไรก็ตาม การสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวไม่ใช่เรื่องง่าย เซ็นเซอร์ต้องยืดหยุ่นได้ โดยทำงานภายใต้ภาระทางกลโดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้า จะต้องเลือกวัด NOx อย่างเลือกสรร แม้ในระดับความเข้มข้นที่ต่ำมาก สุดท้ายต้องถอดออกหลังใช้งาน ในงานนี้ จุดพลิกผันและจุดเน้นของทีมที่นำโดยChong-Yun KangและSuk-Won Hwangคือการใช้ประโยชน์จากวัสดุปลอดสารพิษที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งร่างกายดูดซึมได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าการตรวจจับเป็นการผ่าตัดแบบครั้งเดียวแล้วเสร็จ และหลังจากการฝังรากเทียม ไม่จำเป็นต้องทำการผ่าตัดเพิ่มเติม
อุปกรณ์ที่มีความยืดหยุ่นสูงนี้ใช้เทคโนโลยีที่ใช้ซิลิกอนเพื่อตรวจจับความเข้มข้นของ NOx ที่ต่ำถึง 0.0005% ยิ่งไปกว่านั้น ทีมงานได้พิจารณาว่าเซ็นเซอร์มีความไวต่อ NOx มากกว่าสารทางสรีรวิทยาอื่นๆ ที่เป็นที่รู้จักถึง 100 เท่า โดยให้ความได้เปรียบเหนือเซ็นเซอร์อื่นๆ ที่มีแนวโน้มว่าจะทำจากกราฟีนและโลหะออกไซด์
ก๊าซ NOx เป็นมลพิษทางอากาศที่มีชื่อเสียง การสัมผัสกับ NOx ในสิ่งแวดล้อมสามารถกระตุ้นสภาวะทางเดินหายใจเช่นโรคหอบหืดและโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ ปริมาณ NO ทางสรีรวิทยามีความสำคัญต่อสุขภาพหัวใจและหลอดเลือด – การค้นพบที่สำคัญมากจนได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ปี 1998
ร่างกายของเราใช้ NO เป็นสารเคมีที่ควบคุมการไหลเวียนของเลือดเพื่อควบคุมการขนส่งออกซิเจนและสารอาหาร การขาดสาร NO สามารถนำไปสู่ความดันโลหิตสูงและการเริ่มต้นของหลอดเลือด หรือหลอดเลือดแดงตีบเนื่องจากการสะสมของคราบไขมัน แต่ NO ก็เป็นพิษต่อเซลล์ประสาทในปริมาณมากเช่นกัน การผลิต NO ที่มากเกินไปนั้นเชื่อมโยงกับสภาวะทางระบบประสาทเช่นโรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน
Credit : balihai2007.com batterypoweredsystem.com blackrockemporium.com blaemuircottage.com bluemountainheart.net
