amerika gazete haberleri haberler
Yazılar

Biyosimbiyotik Cihazlar: Asla Şarj Gerektirmeyen 3D Baskılı Kişiselleştirilmiş, Kablosuz Giyilebilir Cihazlar

Kişilere uyacak şekilde özel olarak üretilen yeni cihazlar, hastalıkların izlenmesi ve tedavisinde, yeni ilaçların test edilmesinde ve kişisel sağlığın izlenmesinde büyük gelişmeler anlamına gelebilir.

Adım sayısından kalp atış hızına kadar her şeyi izlemek için giyilebilir sensörler neredeyse her yerde bulunur. Ancak yaşlı yetişkinlerde kırılganlığın başlangıcını ölçmek, ölümcül hastalıkları derhal teşhis etmek, yeni ilaçların etkinliğini test etmek veya profesyonel sporcuların performansını izlemek gibi senaryolar için tıbbi sınıf cihazlara ihtiyaç vardır.

Arizona Üniversitesi mühendisleri, benzeri görülmemiş faydaları olan “biyosimbiyotik cihaz” olarak adlandırdıkları bir tür giyilebilir cihaz geliştirdiler. Cihazlar yalnızca özel 3D olarak yazdırılmakla ve kullanıcıların vücut taramalarına dayanmakla kalmaz, aynı zamanda kablosuz güç aktarımı ve kompakt enerji depolama kombinasyonunu kullanarak sürekli çalışabilir. Biyomedikal mühendisliği yardımcı doçenti Philipp Gutruf ve Mühendislik Koleji’nde Craig M. Berge Fakülte Üyesi tarafından yönetilen ekip, bulgularını bugün Science Advances dergisinde yayınladı.

Üniversitenin BIO5 Enstitüsü üyesi Gutruf, “Orada böyle bir şey yok” dedi. “Bir cihazı doğrudan kişiye uyarlama ve cihazın yeniden şarj etmeye gerek kalmadan 7/24 çalışmasına izin vermek için kablosuz güç dökümü kullanma konusunda tamamen yeni bir konsept sunuyoruz.”

Özel Uyum Hassas İzleme Sağlar
Mevcut giyilebilir sensörler çeşitli sınırlamalarla karşı karşıyadır. Örneğin akıllı saatlerin şarj edilmesi gerekir ve bileğe yerleştirildikleri için yalnızca sınırlı miktarda veri toplayabilirler. Gutruf ve ekibi, kullanıcının vücudunun MRI’lar, CT taramaları ve hatta dikkatlice birleştirilmiş akıllı telefon görüntüleri gibi yöntemlerle toplanabilen 3D taramalarını kullanarak, çeşitli vücut bölümlerini saran özel olarak takılan cihazları 3D olarak yazdırabilir. Pazı, baldır veya gövde için özel olarak tasarlanmış, neredeyse fark edilmeyen, hafif, nefes alabilen, file bir manşet düşünün. Sensör yerleşiminde uzmanlaşma yeteneği, araştırmacıların normalde yapamayacakları fizyolojik parametreleri ölçmelerine olanak tanır.

“Örneğin, sürekli olarak çekirdek vücut sıcaklığına yakın bir şey istiyorsanız, sensörü koltuk altına yerleştirmek istersiniz. Ya da, egzersiz sırasında pazınızın nasıl deforme olduğunu ölçmek istiyorsanız, bunu başarabilecek cihazlara bir sensör yerleştirebiliriz” dedi biyomedikal mühendisliği doktora öğrencisi ve makalenin ilk yazarı Tucker Stuart. “Cihazı üretme ve vücuda takma şeklimiz nedeniyle, onu geleneksel, bileğe takılan giyilebilir bir cihazın toplayamayacağı verileri toplamak için kullanabiliyoruz.”

Bu biyosimbiyotik cihazlar kullanıcıya özel olarak takıldığından, aynı zamanda oldukça hassastırlar. Gutruf’un ekibi, bir kişi atlarken, koşu bandında yürürken ve bir kürek makinesi kullanırken, cihazın sıcaklık ve gerginlik gibi parametreleri izleme yeteneğini test etti. Kürek çekme makinesi testinde denekler birden fazla cihaz giydiler, egzersiz yoğunluğunu ve kasların deforme olma şeklini ince ayrıntılarla takip ettiler. Cihazlar, tek bir kat merdiven çıkmanın neden olduğu vücut sıcaklığındaki değişiklikleri tespit edecek kadar hassastı.

Sürekli, Kablosuz ve Zahmetsiz
Gutruf ve ekibi, giyilebilir cihazları sağlık ve vücut işlevini izlemek için uyarlayan ilk kişiler değil. Bununla birlikte, mevcut giyilebilir cihazlar, ölçümleri sürekli olarak veya tıbbi olarak anlamlı sonuçlar çıkarmak için yeterli hassasiyetle takip etme yeteneğine sahip değil.

Araştırmacılar tarafından kullanılan bazı giyilebilir ürünler cilde yapışan yamalardır, ancak cilt normal dökülme sürecinden geçtiğinde veya bazen bir denek terlediğinde çıkarlar. EKG monitörleri gibi klinik ortamlarda kullanılan son derece karmaşık giyilebilir cihazlar bile bu sorunlarla karşı karşıyadır. Ayrıca, kablosuz değiller ve bu da hareketliliği ciddi şekilde sınırlandırıyor. Hastalar, hacimli harici cihazlara bağlılarsa normal günlük rutinlerine devam edemezler.

Gutruf’un ekibinin tanıttığı biyosimbiyotik cihaz yapıştırıcı kullanmıyor ve gücünü birkaç metre menzilli kablosuz bir sistemden alıyor. Cihaz ayrıca küçük bir enerji depolama birimi içerir, böylece kullanıcı evin dışında da dahil olmak üzere sistemin kapsama alanı dışına çıksa bile çalışır.

Gutruf, “Bu cihazlar, kullanıcı ile etkileşim gerektirmeyecek şekilde tasarlanmıştır.” Dedi. “Cihazı takmak kadar basit. Sonra unutuyorsun ve işini yapıyor.”

Referans: Tucker Stuart, Kevin Albert Kasper, Ifechukwude Christian Iwerunmor, Dylan Thomas McGuire, Roberto Peralta, Jessica Hanna, Megan Johnson, Max Farley, Thomas LaMantia tarafından “Biyosimbiyotik, Kişiselleştirilmiş ve Dijital Olarak Üretilen Kablosuz Cihazlar, Yüksek Kaliteli Biyosinyallerin Belirsiz Koleksiyonu için” , Paul Udorvich ve Philipp Gutruf, 8 Ekim 2021, Bilimsel Gelişmeler .
DOI: 10.1126/sciadv.abj3269

Bu araştırma, Flinn Foundation Translational Bioscience Tohum Hibeleri Pilot Programı tarafından finanse edildi. Ekip ayrıca fikri mülkiyeti korumak ve teknolojiyi pazara sunmak için bir girişim başlatmak için üniversitenin ticarileştirme kolu olan Tech Launch Arizona ile birlikte çalışıyor.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu
İstanbul evden eve nakliyat izmir dijital ajans dijital pazarlama