Miniatúrny senzor pripevnený na povrch zuba pomáha sledovať stravovacie návyky

Monitorovanie fyziologických javov v našom tele v reálnom čase je neoceniteľné v kontexte zdravotníctva a klinických štúdií. Výskumníci zo Spojených štátov z Tufts University School of Engineering vypracovali nový, miniatúrny, bezdrôtový senzor, ktorý dokáže komunikovať so smartfónom a odovzdáva informácie o množstve konzumovanej glukózy, soli a alkoholu. Ďalšie adaptácie senzoru v budúcnosti by mohli umožniť detekciu a záznam rôznych nutrientov, chemikálií a fyziologických stavov.

Predchádzajúce nositeľné zariadenia na monitorovanie príjmu nutrientov boli limitované zložitou elektronikou, diskomfortom pacienta a nutnosťou častej výmeny pre rýchle znehodnotenie senzoru. Inžinieri z Tufts University vyhľadávali takú technológiu, ktorá by bola prijateľnejšia pre organizmus na rutinne využitie. Nový senzor má veľkosť 2×2 milimetre a dokáže sa flexibilne adaptovať a adherovať k nerovnomernému povrchu zuba. Zozbierané dáta transferuje bezdrôtovo pomocou prichádzajúceho rádiofrekvenčného signálu (RFID). Navyše, informácie uskladňuje v podobe zmien svojich fyzických vlastností, na jeho fungovanie nie je potrebná žiadna energia – z čoho vyplýva to, že sa nikdy nevybije.

Senzory sa skladajú z troch vrstiev. Stredná, bioresponzívna vrstva absorbuje skúmané živiny alebo chemikálie. Dve vonkajšie vrstvy sa skladajú z dvoch zlatých štvorčekov. Spolu sa tieto tri vrstvy správajú ako malá anténa, ktorá zbiera údaje a dokáže ich prenášať vo forme vĺn v rádiofrekvenčnom spektre.

Získané údaje sa odčítavajú pomocou RFID technológie (identifikácia rádiofrekvencie), ktorá je založená na jednoduchom princípe a takúto čítačku obsahuje aj väčšina dnešných mobilných telefónov. Čítačka vyšle rádiofrekvenčnú vlnu, ktorá narazí do senzora. Senzor určitú časť vlny absorbuje, a zvyšok transmituje naspäť čítačke. Tým, že stredná vrstva senzoru absorbuje danú živinu (napríklad soľ alebo etanol), jej elektrické vlastnosti sa postupne menia. Preto po príjme danej živiny bude absorbovať a transmitovať odlišné spektrum rádiofrekvenčných vĺn s rôznou intenzitou. To umožní detekovať a merať množstvo konzumovaných nutrientov a chemických látok.

Bioresponzívna vrstva môže byť modifikovaná tak, aby detekovala aj iné chemikálie. Výskumníci pracujú na tom, aby rozšírili schopnosť senzora rozpoznať rôzne látky, a tým umožniť sledovanie denného príjmu mikronutrientov.

 

Zdroj: Tseng P, Napier B, Garbarini L, Kaplan DL and Omenetto F. “Functional, RF-trilayer sensors for tooth-mounted, wireless monitoring of the oral cavity and food consumption” Advanced Materials

Photo: SilkLab, Tufts University

Komentáre