Cảm biến y tế dẻo cải thiện khả năng theo dõi bệnh mãn tính

Nhóm nghiên cứu tại trường Kỹ thuật thuộc Đại học Glasgow đã chế tạo được loại cảm biến đeo tay dẻo, giúp những người mắc bệnh mãn tính như tiểu đường không bị khó chịu vì phải xét nghiệm máu thường xuyên, mà chỉ cần theo dõi thành phần hóa học của mồ hôi. Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Biosensors and Bioelectronics, nêu rõ phương thức thiết kế hệ thống co giãn không dây để đo độ pH trong mồ hôi của người sử dụng.

Mồ hôi giống như máu, có chứa các hóa chất do cơ thể sản sinh, bao gồm đường glucose và urê. Việc theo dõi nồng độ của các hóa chất này trong mồ hôi sẽ giúp bác sỹ chẩn đoán và theo dõi các bệnh mãn tính như tiểu đường, bệnh thận và một số bệnh ung thư mà không cần thực hiện xét nghiệm xâm lấn để lấy máu từ bệnh nhân.

Tuy nhiên, hệ thống đeo tay, không xâm lấn do nhóm nghiên cứu tại Đại học Glasgow chế tạo, cần được tiếp xúc liên tục với da, mới cho kết quả tốt nhất. Các hệ thống hiện nay được chế từ vật liệu cứng, gây khó khăn cho việc tiếp xúc liên tục và các giải pháp tiềm năng khác như sử dụng chất dính có thể gây kích ứng da.Ngoài ra, các hệ thống không dây sử dụng Bluetooth để truyền thông tin, có kích thước cồng kềnh và tốn điện vì phải sạc thường xuyên.

Hệ thống mới được chế tạo xung quanh một cảm biến giá rẻ với khả năng đo độ pH, có thể co giãn và uốn cho phù hợp với các đường viền bao quanh cơ thể người sử dụng. Hệ thống được làm từ composite graphite-polyurethane và đo lường phạm vi khoảng 1cm², có thể kéo căng 53% độ dài ban đầu mà không ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống. Hệ thống vẫn sẽ tiếp tục hoạt động sau khi bị kéo căng 30% đến 500 lần. Do đó, các nhà nghiên cứu cho rằng điều này sẽ cho phép sử dụng hệ thống một cách thoải mái trên da người mà chỉ tác động rất nhỏ đến hiệu suất của cảm biến.

Cảm biến truyền dữ liệu theo phương thức không dây và không cần nguồn điện bên ngoài, đến cho một ứng dụng điện thoại thông minh được gọi là SenseAble do nhóm nghiên cứu phát triển. Hoạt động truyền tải sử dụng truyền thông trường gần, hệ thống truyền tải dữ liệu phổ biến trong nhiều loại điện thoại thông minh hiện nay, thường được sử dụng nhiều cho hình thức thanh toán qua điện thoại như ApplePay, thông qua ăng-ten RFID dẻo được tích hợp vào hệ thống - một bước đột phá khác của nhóm nghiên cứu. Ứng dụng điện thoại thông minh cho phép người sử dụng theo dõi độ pH trong thời gian thực và được chứng minh trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng dung dịch hóa học mô phỏng thành phần của mồ hôi người.

GS. Ravinder Dahiya, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng: “Mồ hôi người chứa nhiều thông tin sinh lý giống như máu và việc sử dụng thông tin này trong các hệ thống chẩn đoán mang lại lợi ích to lớn mà không cần lấy máu xét nghiệm. Bây giờ, chúng tôi đã chứng minh được rằng có thể sử dụng hệ thống dẻo mới để theo dõi nồng độ pH, chúng tôi đã bắt đầu thực hiện thêm nghiên cứu để mở rộng khả năng của cảm biến nhằm mục tiêu biến nó thành một hệ thống chẩn đoán hoàn chỉnh hơn. Chúng tôi dự kiến sẽ bổ sung các cảm biến có khả năng đo lượng đường glucose, amoniac và urê và cuối cùng, chúng tôi mong muốn tung hệ thống ra thị trường trong vài năm tới”.