Plaster kan overvåke blodtrykk og blodsukker
Forskere ved University of California San Diego har utviklet et elastisk plaster som kan festes på nakken for kontinuerlig overvåking av blodtrykk og hjerterytme i tillegg til nivåer av glukose laktat, alkohol eller koffein.
Denne artikkelen er 2 år eller eldre
Det er den første bærbare apparatet som overvåker hjerterytme og flere biokjemiske nivåer i menneskekroppen samtidig.
– Denne typen bærbare instrumenter vil være veldig nyttig for personer med underliggende medisinske tilstander for å overvåke sin egen helse med jevne mellomrom, sier Lu Yin, nanoingeniør og doktorgradsstudent ved UC San Diego. Han er medforfatter i studien publisert 15. februar i Nature Biomedical Engineering. – Det vil også være et flott verktøy for fjernovervåking av pasienter, spesielt under COVID-19-pandemien når folk helst ikke skal gjre for mange personlige besøk på klinikken."
En slik enhet kan også være til fordel for personer som blir behandlet for høyt blodtrykk og diabetes – personer som også har høy risiko for å bli alvorlig syke med COVID-19. Det kan også brukes til å oppdage utbruddet av sepsis, som er et plutselig blodtrykksfall ledsaget av en rask økning i laktatnivået.
Plasteret er fleksibelt og overvåker flere tilstander som tilsammen kan gi et bedre bilde av pasienten. Foreløpig må plasteret være tilkoblet men planen er å gjøre det helt trådløst. Foto: UC San Diego.Et mykt plaster som kan gjøre alt, vil også være et praktisk alternativ for pasienter på intensivavdelinger, inkludert spedbarn som trenger kontinuerlig overvåking av blodtrykk og andre vitale tegn. Disse prosedyrene involverer i dag å sette inn katetre dypt inne i pasientenes arterier og å koble opp pasienter til flere sykehusmonitorer.
Plasteret er et tynt ark med elastiske polymerer som former seg etter huden. Den er utstyrt med en blodtrykkssensor og to kjemiske sensorer — en som måler nivåer av laktat (en biomarkør for fysisk anstrengelse), koffein og alkohol i svette, og en annen som måler glukosenivået.
Plasteret er i stand til å måle tre parametere samtidig, en fra hver sensor: blodtrykk, glukose og enten laktat, alkohol eller koffein. – Teoretisk sett kan vi oppdage dem alle samtidig, men det vil kreve et annet sensordesign, sier Yin.
Blodtrykkssensoren sitter nær midten av plasteret. Den består av et sett med små ultralydtransdusere som er sveiset på lappen med et ledende blekk. En spenning på transduserne får dem til å sende ultralydbølger inn i kroppen. Når ultralydbølgene spretter av en arterie, oppdager sensoren ekkoene og oversetter signalene til en blodtrykksavlesning.
De kjemiske sensorene er to elektroder som er trykt på lappen med ledende blekk.
Elektroden som registrerer laktat, koffein og alkohol er trykt på høyre side av plasteret; det fungerer ved å frigjøre et medikament kalt pilokarpin i huden for å indusere svette og oppdage de kjemiske stoffene i svetten. Den andre elektroden, som registrerer glukose, er trykt på venstre side; denne fungerer ved å føre en mild elektrisk strøm gjennom huden for å frigjøre interstitiell væske og måle glukosen i væsken.
– La oss si at du overvåker blodtrykket ditt, og at du ser topper om dagen og tror at noe er galt. Men en biomarkørlesning kan fortelle deg om disse toppene skyldtes et inntak av alkohol eller koffein. Denne kombinasjonen av sensorer kan gi deg den typen informasjon, sier Juliane Sempionatto, doktorgradsstudent i nanoteknologi.
En av de største utfordringene ved å lage plasteret var å eliminere forstyrrelser mellom sensorene. For å gjøre dette måtte forskerne finne ut det optimale avstanden mellom blodtrykkssensoren og de kjemiske sensorene. De fant at en centimeter avstand gjorde susen mens de holdt enheten så liten som mulig.
Forskerne måtte også finne ut hvordan de fysisk skulle skjerme de kjemiske sensorene fra blodtrykkssensoren. Sistnevnte er vanligvis utstyrt med en flytende ultralydgel for å gi klare avlesninger. Men de kjemiske sensorene er også utstyrt med sine egne hydrogeler, og problemet er at hvis noe flytende gel fra blodtrykkssensoren strømmer ut og kommer i kontakt med de andre gelene, vil det forårsake interferens mellom sensorene. Så i stedet brukte forskerne en solid ultralydgel, som de fant fungerer like bra som den flytende versjonen.
Når det gjelder veien videre er å gjøre alt trådløst. Den nåværende prototypen må kobles til kabler til en PC og strømkilde.
Teamet jobber allerede med en ny versjon av oppdateringen, en med enda flere sensorer.
– Det er muligheter for å overvåke andre biomarkører knyttet til ulike sykdommer. Vi ønsker å legge til mer klinisk verdi i plasteret, sier Sempionatto.
Her en video som beskriver teknologien og arbeidet:
