Electrozi flexibili pentru piele îmbunătățește confortul în monitorizarea cardiacǎ pe termen lung
Cercetătorii au dezvoltat senzori pentru monitorizarea inimii care se conformează la piele, oferind confort și putând fi purtați în timpul mișcării.
Senzorii au o performanță comparabilă cu cea a senzorilor deja disponibili pe piață, iar noua tehnologie poate fi realizată folosind procese de fabricație existente.
„Pacienții medicali sunt adesea rugați să poarte dispozitive pentru a înregistra datele electrocardiogramelor (ECG), care pot fi utilizate pentru a diagnostica o boală, a monitoriza evoluția recuperării sau a bolii și așa mai departe”, afirmă Kirstie Queener. „Cu toate acestea, acest proces poate dura ore – sau chiar zile – iar tehnologia existentă prezintă unele provocări. De exemplu, senzorii actuali trebuie să fie fixați cu un adeziv care poate irita pielea pacientului. Tehnologiile existente necesită, de asemenea, aplicarea unui gel pe pacient pentru ca electrozii să obțină un semnal clar, iar semnalul se degradează pe măsură ce gelul se usucă.”
„Scopul nostru a fost să creăm un electrod din polimer care să fie confortabil de purtat, să adere la pielea pacientului și să obțină o citire precisă fără a folosi geluri sau adezivi”, adaugă Queener.
Pentru acest proiect, cercetătorii au colaborat cu un polimer denumit POMaC, care prezintă toate proprietățile mecanice dorite pentru această aplicație, dar îi lipseau proprietățile electrice necesare pentru a-l face un electrod funcțional. Pentru a rezolva acest aspect, cercetătorii au încorporat două elemente suplimentare în POMaC – un polimer conductor și un surfactant – în timp ce acesta era încă în formă lichidă.
Această mixtură poate fi aplicată prin imprimare cu ecran sau turnată în matrițe, în funcție de forma electrodului necesar pentru o aplicație dată. Materialul poate fi apoi „cured”, sau încălzit, până devine un solid elastic.
„Produsul final este o matrice conductivă, ceea ce îl face foarte funcțional ca electrod care poate prelua semnalele ECG”, explică Queener. „De asemenea, este format conform specificațiilor noastre, este suficient de adeziv pentru a se lipi de piele, poate susține greutatea firelor necesare pentru a transmite citirile către dispozitivul care înregistrează ECG-ul și poate fi îndepărtat ulterior fără a smulge părul.”
În testările de concept, noii electrozi au performat comparabil cu tehnologiile existente de monitorizare ECG.
„Am testat efectiv noii electrozi folosind două tehnologii diferite: un dispozitiv ECG comercial, precum cele utilizate în multe medii de îngrijire a sănătății sau pentru monitorizarea pe termen lung acasă; și un plasture experimental pe care îl dezvoltăm, care transmite date ECG fără fir”, spune Michael Daniele. „A funcționat bine cu ambele dispozitive, ceea ce subliniază versatilitatea – și utilitatea – acestor electrozi.”
„Am dezvoltat acest material electrodoat pentru utilizare în aplicații ECG”, afirmă Queener. „Dar natura materialului înseamnă că ar putea fi folosit și în diverse alte tehnologii.”
„Explorăm în prezent o gamă de aplicații suplimentare pentru biomonitorizare și suntem în proces de protejare a drepturilor noastre de proprietate intelectuală asupra materialului”, adaugă Daniele. „Electrozii sunt realizați din materiale convenționale folosind tehnici de fabricație scalabile, așa că suntem optimiști că aceasta va fi o modalitate practică și rentabilă de a îmbunătăți tehnologiile de monitorizare a sănătății.”
„Ne-ar plăcea să colaborăm cu parteneri din sectorul privat pentru a explora aplicațiile potențiale și oportunitățile de a crește producția acestui material pentru electrozi.”
Articolul, intitulat „Self-Adhesive Conductive Elastomers for Gel-Free Biopotential Recording”, a fost publicat cu acces deschis în revista Advanced Electronic Materials.
