Носимые миниатюрные сенсоры помогают контролировать режим питания
Технологии постоянно развиваются, и медицинские системы — не исключение. Они становятся все более совершенными, во многих случаях — миниатюрными, для удобства тех, кто ими будет пользоваться. На днях стало известно о крошечном сенсоре, который крепится к зубу человека. Этот сенсор позволяет контролировать режим питания.
Он создан специалистом по биомедицине Фиоренцо Оменетто из Университета Тафтса. По словам разработчика, в скором времени подобные устройства станут распространенными, и помогут следить за соблюдением правильного режима питания, а также за состоянием организма человека.
Результаты разработки были опубликованы в издании Advanced Materials. Команда Оменетто уже довольно давно работает над созданием разного рода сенсоров — как для нанесения на кожу, зубы, так и для имплантирования в мозг или хирургические имплантаты. Что касается ротовой полости, здесь можно разместить различные сенсоры, которые смогут постоянно вести мониторинг тех либо иных показателей.
Рабочий прототип сенсора небольшой, его размеры 2×2 мм. Толщина минимальна, это пленка с электронными компонентами. Сенсоры размещаются между двумя позолоченными резонаторами, так что активная среда ротовой полости не повреждает устройство. На наличие различных веществ сенсор реагирует при помощи специализированных ферментов или антител. Они помогают определить наличие специфических молекул. Биоактивные сенсоры реагируют на изменение состава среды, и дают сигнал.
Резонаторы действуют как антенны, передавая радиоволны, генерируемые самим устройством при изменении химического состава среди. Эти волны улавливаются специальным устройством, подключенным к планшету или мобильному телефону. Каждому определяемому веществу соответствует радиоволна определенной частоты. Приложение, установленное на подключенном устройстве, анализирует сигнал и выдает результат.
Пока что список соединений, на которые может реагировать сенсор, не слишком обширен. Это сахар, соль и спирт. В принципе, даже этого достаточно для контроля режима питания человека, но, конечно, разработчики не планируют останавливаться на достигнутом, тем более, что сенсор не умеет определять объемы съеденного, и это крупный недостаток системы. В будущем разработчики планируют добиться того, чтобы приложение показывало — «вы потребили продукты с калорийностью в 358,2 ккал».
Вообще говоря, тонкие пленочные сенсоры — это не новая идея. В прошлом году, например, сообщалось о миниатюрных датчиках температуры, которые прикрепляются прямо к продуктам питания. Причем эти сенсоры «съедобные», они полностью растворяются под действием желудочного сока, не выделяя никаких вредных веществ в процессе. Толщина их меньше толщины человеческого волоса, всего около 100 микрометров.
В 2016 году на страницах Geektimes сообщалось о создании носимого устройства для автоматической диагностики и коррекции уровня глюкозы в крови диабетиков. Ее предложила объединенная команда ученых из Южной Кореи и США. Отчет о проделанной работе опубликован в авторитетном издании Nature. Сам девайс представляет собой носимый на кисти компактный браслет с активными элементами из графена. Он подключается к смартфону по беспроводному интерфейсу.
А еще есть сенсоры, созданные для анализа состояния мозга человека. Они внедряются в мозг, где работают какое-то время, передавая важные данные (температура, электрическая активность и т.п.). Потом сенсор растворяется без следа, не выделяя вредных веществ. Пока что эти системы проходят испытание на крысах. После — начнутся уже клинические испытания, но этот этап последует лишь через несколько лет. Одобрение новых систем регуляторами от медицины — дело очень небыстрое.
В целом, подобные системы становятся все более распространенными. С течением времени можно ожидать появления схожих IoT-сенсоров, которые передают информацию постоянно, держа под контролем состояние многих органов человека. И это уже вовсе не такое далекое будущее, как принято считать.
