Vilka är utsikterna för flexibla biosensorer?

Flexibel, töjbar elektronik som kan bäras direkt på huden som en tillfällig tatuering kan ha många användningsområden. Sådana enheter kan mäta vitala tecken som andningsfrekvens, nivå av elektrisk aktivitet i hjärnan, hjärtfrekvens, temperatur och syrenivåer i blodet – vilket ger realtidsövervakning utanför läkarmottagningen, helst utan att bäraren ens märker det (se Göra töjbar elektronik och

En tillfällig tatuering mäter glukosnivåerna.

Sensing Tatuering

År 2013 släppte MC10, en startup i Cambridge, Massachusetts, sin första elektroniska produkt som kunde anpassa sig till kroppen – en anpassad keps för idrottare, känd som Checklight, som känner av hur allvarliga slag mot huvudet är. Nu utvecklar företaget en flexibel, klistermärkesliknande sensor som kallas Biostamp, som den säger kan upptäcka data från hjärnan, musklerna och hjärtat. Många detaljer är fortfarande okända om produkten och dess exakta användningsområden, men en version av stämpeln för medicinska forskningsmiljöer kommer att släppas i år, säger Roozbeh Ghaffari, MC10:s medgrundare och vicepresident för teknologi. MC10 samarbetar med bioläkemedelsföretaget UCB och University of Rochester för att utveckla Biostamp som ett sätt att övervaka patienter med rörelse- och neurologiska störningar. Det har också arbetat med forskare i Korea för att utveckla ett plåster som hjälper människor med Parkinsons eller andra rörelsestörningar genom att känna av skakningar och leverera läkemedel inkapslade i nanopartiklar (se Ett bandage som känner av skakningar, levererar droger och håller ett register). Biostampen är baserad på en design för en sensor som anpassar sig till huden och som utför trådlös avkänning, som beskrivs i en tidning från 2014 i Vetenskap från labbet av John Rogers, en annan medgrundare och professor vid University of Illinois. Oberoende av MC10 arbetar Rogers labb med design som forskare kan använda för att trådlöst övervaka människors sömnmönster eller kontrollera nyfödda på intensivvårdsavdelningar.

Blodprovstatuering

Vid Northeastern University har docent Heather Clark utvecklat en tatuering som kan injiceras i huden för att upptäcka natrium, glukos (se artikel i ACS Nano .

Skin Insights

Kosmetikajätten L'Oreal kan verka som en osannolik källa till elektronikgenombrott, men företaget är intresserade av att använda tunna, flexibla, töjbara enheter för att spåra förändringar i huden över tid, säger Guive Balooch, global vicepresident för L'Oreals teknologiinkubator . Makeuptillverkaren har börjat använda enheterna för att mäta vissa termiska egenskaper hos huden kopplade till återfuktning och mekaniska egenskaper kopplade till åldrande. Även om den här flexibla elektroniken bara används för testning för närvarande, säger Balooch att de en dag skulle kunna göra det till en kommersiell produkt för att hjälpa människor att lära sig mer om sin hud. Balooch och andra forskare, inklusive Rogers, beskriver sensorerna som används för att upptäcka hudens termiska egenskaper under en 2015 papper i PLOS ETT .

Glukosavkänning

Vid UC San Diego arbetar forskare i Joseph Wangs grupp på en tillfällig tatuering som kan ta in och mäta glukos – en enhet som kan göra livet lättare för diabetespatienter. Tatueringen testades på sju friska frivilliga och upptäckte en ökning av deras glukosnivåer efter att de hade en måltid, enligt en december papper i Analytisk kemi . Idén att kontinuerligt övervaka glukos är inte ny – i själva verket fick en produkt som heter GlucoWatch regulatoriskt godkännande 2001, men den orsakade hudirritation och avbröts så småningom. För att förhindra irritation täckte forskarna elektroniken i en gel. Wang säger att teamet gör framsteg med att utveckla och integrera elektroniken, men det är oklart när enheten kommer att gå förbi ett proof of concept. Dessutom visade gruppen nyligen hur en penna fylld med bläck som reagerar med glukos och andra kemikalier kan dra direkt på kroppen för att göra en sensor, som visas i denna video- och beskrivs i en februaritidning i Avancerat vårdmaterial .

Takeaway:

MC10:s Biostamp-teknologi kan nå läkare i slutet av året, men många andra flexibla biosensorer befinner sig fortfarande i ett konceptuellt stadium och kommer att kräva mer mänskliga tester och validering. Lyckligtvis för utvecklarna av sådana enheter gör flera typer av flexibla elektroniska komponenter spännande framsteg (se Ett töjbart, böjbart och mer kraftfullt Smart-Watch-batteri ).

Har du en stor teknisk fråga? Skicka förslag till [email protected]

Dölj