Un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Singapur NUS ha desarrollado un sensor de microfibra suave, flexible y elástico para el monitoreo y diagnóstico de la atención médica en tiempo real. El nuevo sensor es altamente sensible y ultra delgado con un diámetro de una hebra humanacabello. También es simple y rentable para producir en masa.
La tecnología portátil y flexible ha ganado un interés significativo en los últimos años, lo que ha llevado a un enorme progreso en sensores blandos y portátiles. Junto con esta tendencia, los dispositivos microfluídicos que usan metales líquidos conductores se han empleado cada vez más como sensores portátiles de presión y tensión. Sin embargo, actualmentelos dispositivos tienen varias limitaciones, por ejemplo, pueden no ajustarse bien a la piel o son incómodos de usar.
"Nuestro nuevo sensor de microfibra apenas se puede sentir en la piel y se adapta extremadamente bien a las curvaturas de la piel. A pesar de ser suave y pequeño, el sensor es muy sensible y también tiene una excelente conductividad eléctrica y deformabilidad mecánica. Hemos aplicado el sensor paraMonitoreo en tiempo real de la forma de onda del pulso y la presión del vendaje. Los resultados son muy prometedores ", dijo el profesor Lim Chwee Teck del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Facultad de Ingeniería de NUS, quien es el líder del equipo de investigación.
Monitoreo en tiempo real de la forma de onda del pulso
El sensor inteligente de microfibra desarrollado por el equipo de ingeniería de NUS comprende una aleación metálica líquida, que sirve como elemento sensor, encapsulado dentro de un microtubo de silicona suave. El sensor mide la forma de onda del pulso de un individuo en tiempo real, y la información puede usarsepara determinar la frecuencia cardíaca, la presión arterial y la rigidez en los vasos sanguíneos.
"Actualmente, los médicos supervisarán los signos vitales como la frecuencia cardíaca y la presión arterial cuando los pacientes visiten las clínicas. Esto requiere múltiples equipos como los monitores de frecuencia cardíaca y presión arterial, que a menudo son voluminosos y pueden no proporcionar información instantánea. Como nuestro sensor funciona comocomo hilo conductor, se puede tejer fácilmente en un guante que los médicos pueden usar para rastrear los signos vitales de los pacientes en tiempo real. Este enfoque ofrece comodidad y ahorra tiempo a los trabajadores de la salud, mientras que los pacientes pueden disfrutar de una mayor comodidad ", agregó el profesor.Lim.
El sensor de microfibra también podría ser beneficioso para pacientes que sufren de aterosclerosis, que es el engrosamiento y la rigidez de las arterias causadas por la acumulación de vetas grasas. Con el tiempo, estas vetas se acumulan en placas que pueden bloquear completamente el flujo sanguíneo o separarse, lo que resulta en insuficiencia orgánica o puede desencadenar un ataque al corazón o un derrame cerebral.
Los métodos existentes para detectar la placa en los vasos sanguíneos, como las tomografías computarizadas y las imágenes por resonancia magnética, requerirían equipos caros y voluminosos. Estas pruebas deben ser realizadas en hospitales por profesionales médicos capacitados.
Como la placa cambiará la rigidez del vaso sanguíneo y, por lo tanto, la forma de onda del pulso, el nuevo sensor desarrollado por el equipo de Ingeniería de NUS podría usarse fácilmente para detectar la placa antes de que se acumule a un tamaño lo suficientemente grande como para bloquear o romper el vaso sanguíneo.
A principios de este año, el equipo de NUS publicó el desarrollo del sensor de microfibra y su aplicación para el monitoreo de pulso en revistas científicas Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS y Tecnologías avanzadas de materiales , respectivamente.
control de la presión del vendaje
Otra aplicación clínica del sensor inteligente de microfibra es para el tratamiento de las úlceras venosas, que son causadas por la mala circulación sanguínea. Se producen cuando las venas de las piernas no pueden empujar la sangre al corazón como deberían. Como la sangrepiscinas en las venas, hay un aumento de la presión en las venas, causando daños progresivos en la piel con el tiempo.
La terapia de compresión es un tratamiento común para la úlcera venosa. Dependiendo de la gravedad de las úlceras, se deben aplicar vendajes con una cantidad variable de presión en las piernas de los pacientes durante meses o incluso un año. Si el vendaje está demasiado apretado,podría resultar en daño tisular, pero si el vendaje está demasiado flojo, la curación podría ser ineficaz. Actualmente, los trabajadores de la salud tienden a estimar la presión en el vendaje en el punto de aplicación, según el entrenamiento y la experiencia.
Como la presión proporcionada por el vendaje podría cambiar con el tiempo debido a los movimientos del paciente, la medición precisa y continua de la presión del vendaje en tiempo real es, por lo tanto, importante para garantizar que la curación se realice de manera efectiva.
Siendo ultrafino y altamente flexible, el sensor de microfibra del equipo de ingeniería de NUS se puede tejer fácilmente en vendajes para controlar la presión que se administra y mantiene. Esto podría mejorar la efectividad del tratamiento y reducir el tiempo requerido para la curación.En el futuro, los pacientes también podrían rastrear la presión del vendaje usando una aplicación, y la información podría compartirse con médicos que podrían controlar de forma remota el progreso del tratamiento.
El equipo actualmente está colaborando con el Hospital General de Singapur para probar la aplicación del sensor de microfibra para el monitoreo de la presión del vendaje.
Comercialización e investigación adicional
"Nuestro sensor de microfibra es muy versátil y podría usarse para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo monitoreo de la salud, dispositivos protésicos médicos inteligentes y pieles artificiales. Diseñado de manera única para ser duradero y lavable, nuestro nuevo invento es muy atractivo para prometedoraplicaciones en el campo emergente de la electrónica portátil ", dijo el profesor Lim.
El equipo ha presentado una patente para su sensor de microfibra inteligente. Los investigadores actualmente están refinando el diseño del sensor y reduciendo el tamaño de sus accesorios para mejorar la facilidad de uso del dispositivo. El equipo NUS recientemente ganó el Premio Más Innovador en elConcurso mundial de ingeniería de innovación médica celebrado en Taipei en septiembre de 2017.
Si bien los investigadores de NUS continúan explorando nuevas aplicaciones del sensor de microfibra, también están interesados en trabajar con socios comerciales para llevar su nuevo sensor al mercado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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