Buzz
Cảm biến gel siêu nhỏ, có khả năng phân hủy sinh học, được tiêm vào não bệnh nhân để giám sát áp lực nội sọ và lưu lượng máu.
Theo báo SCMP, một cảm biến nhỏ có kích thước chỉ bằng hạt vừng đã có bước đột phá trong chăm sóc và giám sát bệnh nhân bị chấn thương não hoặc ung thư.
Cảm biến không dây từ hydrogel, do các nhà khoa học Trung Quốc phát triển, có khả năng phân hủy sinh học và có thể được tiêm vào não để đo nhiệt độ, độ pH, áp suất trong não và lưu lượng máu, với sự hỗ trợ của đầu dò siêu âm ngoài.
Các thử nghiệm đã cho thấy nó có thể thực hiện các phép đo này với độ chính xác cao hơn so với các cảm biến hiện tại.
Các nhà nghiên cứu viết trong một bài báo được đăng trên tạp chí Nature vào ngày 5/6: 'So với các nghiên cứu hiện tại về cảm biến không dây, cảm biến metagel của chúng tôi mang lại những ưu điểm đặc biệt về kích thước cấy ghép, sự phân tách tín hiệu và khả năng phân hủy sinh học'.
Zang Jianfeng, tác giả và giáo sư tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung, cho biết thêm: “Cảm biến siêu âm metagel có thể tiêm, được phát minh ra sử dụng công nghệ siêu vật liệu âm thanh tiên tiến và có kích thước chỉ 2×2×2 mm, tương đương với hạt vừng”.
Bên cạnh đó, thông qua đầu dò siêu âm từ xa, nó có thể theo dõi các thay đổi về các thông số sinh lý trong não. Khi các nhà nghiên cứu thử nghiệm cảm biến gel của họ trên chuột và lợn, họ phát hiện rằng nó vẫn ổn định trong não trong vòng 1 tháng và tự tiêu hoàn toàn sau 4 tháng.
Thiết kế không dây và khả năng phân hủy sinh học sẽ hỗ trợ các bệnh nhân điều trị ung thư hoặc bị chấn thương não mà không cần phải trải qua các ca phẫu thuật bổ sung để loại bỏ chúng. Bài báo cho biết, nó cũng sẽ giúp ngăn ngừa nguy cơ nhiễm trùng do đầu dò lâm sàng có dây thường được sử dụng để truyền dữ liệu qua các lỗ trên da đầu.
Mặc dù công nghệ trong ngành dần chuyển sang sử dụng các cảm biến không dây, nhưng thách thức lớn nhất vẫn là ở kích thước cảm biến, tính tương thích sinh học và phạm vi liên lạc trong bối cảnh lâm sàng.
Theo nhóm nghiên cứu, cảm biến này được đưa vào không gian nội sọ thông qua việc tiêm. Sau đó, vật liệu metagel biến dạng để thích ứng với các thay đổi sinh lý của môi trường trong não, dẫn đến thay đổi tần số cực đại của sóng siêu âm phản xạ, và sau đó thu thập dữ liệu mà không cần dây dẫn, bằng đầu dò siêu âm từ xa.
Cấu trúc của cảm biến gel bao gồm các lỗ nhỏ hoặc cột khí, cho phép đầu dò siêu âm từ xa ghi lại chính xác môi trường sinh lý bên trong não.
Một cảm biến gel có thể đo một cách độc lập các thông số cụ thể như nhiệt độ hoặc độ pH dựa trên vật liệu được sử dụng và có thể sử dụng nhiều gel cùng lúc để đo các thông số khác nhau. Nhóm nghiên cứu cho biết, các cảm biến gel có thể được thu thập bằng đầu dò siêu âm từ xa hơn 10cm, “cho phép phát hiện mô não một cách tỉ mỉ”.
Các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm cảm biến trên chuột và lợn bằng cách tiêm chúng cùng với các cảm biến lâm sàng có dây để so sánh kết quả đo lường. Kết quả cho thấy rằng “Metagel vượt trội so với các đầu dò trong việc theo dõi áp lực nội sọ về khả năng phân giải và độ chính xác thời gian”.
Các cảm biến gel của nhóm bắt đầu tự tan biến sau 5 tuần, tuy nhiên Zang cho biết chúng có thể được thiết kế đặc biệt để hoạt động lâu hơn nếu cần. Ông chia sẻ rằng công việc của họ tập trung vào việc cải tiến các thiết bị y tế sử dụng vật liệu mềm, vì vậy nhóm sẽ cần thảo luận với các bác sĩ lâm sàng trước khi triển khai thực tế.
Ông chia sẻ: “So với các cảm biến áp lực nội sọ thương mại hiện có, cảm biến của chúng tôi có thể giảm đáng kể cơn đau cho bệnh nhân và chúng tôi cũng hy vọng rằng nghiên cứu của mình có thể đóng góp cho cuộc sống và sức khỏe của mọi người”.
