Bezdrátový senzor, který se sám rozloží v těle, pomůže zraněným kolenům léčit se bez přetížení

Vědci z University of Connecticut vyvinuli bezdrátový, biologicky odbouratelný tlakový senzor, který by mohl zásadně pomoci lidem se zraněnými koleny.

Vědci z University of Connecticut vyvinuli bezdrátový, biologicky odbouratelný tlakový senzor, který by mohl zásadně pomoci lidem se zraněnými koleny. Tento senzor, detailně popsaný v časopise Science Advances, je navržen tak, aby se po splnění svého účelu v těle neškodně rozložil.

Koleno je sice odolné díky chrupavce, ale pro správné hojení po zranění potřebuje pohyb a cvičení. Nedostatečný pohyb vede ke ztuhlosti a špatnému prokrvení, což může zhoršit poškození chrupavky. Na druhou stranu, příliš intenzivní pohyb a přetížení mohou chrupavku zničit. Výzvou je tedy najít správnou míru aktivity. Profesor Thanh Nguyen a jeho tým vytvořili senzor, který dokáže monitorovat sílu v kloubu v reálném čase, a tak pomáhá pacientům vyhnout se nebezpečnému přetížení a zároveň zajistit dostatečný pohyb pro efektivní hojení.

Senzor je vyroben z kyseliny poly-L-mléčné (PLLA), polymeru, který se v těle neškodně rozkládá na kyselinu mléčnou, oxid uhličitý a vodu. PLLA má navíc piezoelektrické vlastnosti, což znamená, že ohýbání nebo stlačování polymeru generuje elektrický náboj. Na rozdíl od tradičních senzorů má tento PLLA senzor pouze jednu elektrodu a dokáže generovat elektrický náboj po dobu přibližně dvou měsíců, než se začne rozkládat. Velikost náboje závisí na intenzitě tlaku. Kdykoli se člověk se senzorem pohybuje – běhá, chodí nebo skáče – pohyb ohýbá senzor a generuje náboj, jehož velikost je bezdrátově přenášena do záznamového zařízení.

Ačkoli byl senzor testován na králících, očekává se, že bude fungovat stejně i v lidském koleni nebo u jiných velkých zvířat. Může být obzvláště užitečný pro elitní sportovce po rekonstrukčních operacích kolene, kterým pomůže monitorovat ranou pooperační rehabilitaci a vyhnout se pohybům, které by přetížily nestabilní kloub. V době, kdy se sportovec zotaví a senzor již nebude potřeba, se začne biologicky rozkládat. Vědci věří, že zařízení by mohlo najít uplatnění i ve veterinární medicíně, například u dostihových koní.