Autentificare
Dacă ești abonat medichub.ro, autentificarea se face cu adresa de E-mail și parola pe care le utilizezi pentru a intra în platformă.
Abonează-te la „Viața medicală” ca să ai acces la întreg conținutul săptămânalului adresat profesioniștilor din Sănătate!
#DinRecunostinta
Căutare:
Căutare:
Acasă  »  LIFESTYLE  »  Hi-tech & Gadgets

Electronicele care ne fac mai buni

Viața Medicală
Stud. Andra-Elena DUMITRANA vineri, 25 martie 2016
     Cercetarea recentă a permis dezvoltarea de materiale, metode de fabricație și designuri medicale capabile să elimine nepotrivirile dintre organismul uman și deviceurile electronice moderne. Electronica elimină aceste diferențe și se integrează în primul rând în diagnostic, dar și în actul terapeutic, mai ales în cel chirurgical, îmbunătățind starea de sănătate a beneficiarilor și contribuind, mai larg, la înțelegerea sistemelor vii și la interacțiunile acestora cu dispozitivele construite de om. Un articol din Journal of the American Medical Association (Rogers JA – Electronics for the human body, 2015) trece în revistă dispozitivele testate extensiv pe animale, unele și în studii clinice. Electronicele pentru corpul uman disponibile astăzi sunt, în mare, de trei feluri: moi, injectabile și bioresorbabile.
Imagini ale unor dispozitive electronice biocompatibile: A. Cateter cu balon gonflabil, echipat cu senzori pentru presiune, flux și contact, alături de un dispozitiv de acționare pentru terapia cu ablație și diode emițătoare de lumină pentru caracterizarea optică; B. Membrană tridimensională înfășurată în jurul întregii suprafețe a inimii pentru electroterapia cardiacă; C. Dispozitive electronice îndoite în mai multe puncte, laminate pe suprafața creierului, pentru electrocorticografie de înaltă rezoluție; D. Dispozitive electronice wireless montate pe piele pentru monitorizarea continuă, multimodală a parametrilor fiziologici; E. Sistem optoelectronic injectabil filetat prin urechea unui ac de cusut și înfășurat în jurul axului pentru a sublinia dimensiunile mici și mecanica flexibilă; F. Circuit electronic bioresorbabil, dizolvat parțial într-o picătură de apă; toate materialele componente se dizolvă într-un ritm controlat în metaboliți non-toxici când sunt expuse la biofluide
 
     Sistemele electronice moi se obțin prin modelarea unor materiale anorganice dure și încorporarea lor ulterioară în filme elastomerice. Circuite și senzori, sisteme optoelectronice, precum diodele și fotodetectoarele, toate îmbină calitățile operaționale cu proprietăți mecanice elastice, chiar și la acțiunea unor forțe capabile de deformare. Electronicele moi, prin posibilitatea de a fi îndoite, răsucite sau împăturite (fără a le fi modificată performanța), permit, când sunt aplicate împreună cu materiale biocompatibile de interfață, o integrare intimă în organe precum creierul, cordul și tegumentul. Cel mai bun exemplu este dat de cateterele folosite pentru cartarea cu rezoluție înaltă a electrofiziologiei endocardice și în ablația de venă pulmonară din terapia fibrilației atriale. Tot aici intră și membranele elastice 3D configurate astfel încât să cuprindă, de exemplu, întreaga suprafață a inimii, precum un pericard artificial electronic – capabil însă de pacing programabil spațial și temporal, defibrilare cu energie scăzută și alte tipuri de electroterapie cardiacă. Tot pe aceste concepte, foile flexibile de aglomerări de senzori activi amplificați pot executa electrocorticografie cu o rezoluție mult mai bună decât aceea a electrozilor pasivi folosiți în prezent pentru a ghida intervențiile chirurgicale terapeutice pentru diferite forme de epilepsie.
     Cel mai avansat exemplu din categoria dispozitivelor electronice moi îl constituie dispozitivele cu rigiditate și densitate similare cu cele ale epidermei, ce pot fi integrate intim, dar imperceptibil în suprafața tegumentului, în aplicații clinice diagnostice sau de monitorizare a stării de sănătate: măsurarea pulsului în arterele superficiale, a proprietăților de transport a energiei termice, a rigidității și a hidratării pielii, a biopotențialelor asociate cu activitatea creierului, inimii și mușchilor scheletici și a întregii mișcări și posturi a corpului.
     Sistemele electronicele injectabile pot fi folosite sub un control riguros. Filamente flexibile pe post de suport pentru componente microscopice ce sunt conduse în regiuni țintite este noua „modă“ minim invazivă. Stimularea și monitorizarea unor grupuri selectate de neuroni din sistemul nervos central și periferic, cu diode emițătoare de lumină de dimensiunea unei celule, controlate wireless, reprezintă cea mai mare reușită. În locus coeruleus, stimularea duce la activarea neuronilor dopaminergici, producând stimuli suficienți pentru condiționarea comportamentală. În acest concept stă potențialul de a dezvolta noi direcții în stimularea electrică cerebrală profundă prin integrarea de circuite la scară celulară, cu aplicabilitate și în alte organe.
     Electronicele bioresorbabile (materiale bioresorbabile în electronice biointegrate) pot fi extinse la sisteme funcționale întregi, materialele active și pasive dizolvându-se complet, controlat și la rate programate, când sunt imersate în fluidele biologice. O gamă largă de opțiuni (privind transmisia wireless a datelor, sursa de alimentare cu energie etc.) este disponibilă în prezent în dispozitive ce necesită o bună biocompatibilitate în studiile celulare și cele pe animale. Printre exemplele cu relevanță clinică se numără aplicațiile electronice menite să elimine infecțiile din plăgile chirurgicale, monitoarele pentru temperatură în cazul pacienților cu traumatism craniocerebral, stimulatoarele nervoase ce atenuează durerea și accelerează regenerarea, pacemakerul pentru uz postoperator și transportorii electronici programați pentru eliberarea medicamentelor. Asemenea resurse asigură intervenții performante, sigure, pentru ca mai apoi să se resoarbă în totalitate, eliminând așadar încărcarea organismului cu obiecte străine.
     Este de crezut că dispozitivele bioresorbabile au puterea de a modifica radical viitorul cercetării biomedicale și al practicii clinice. Pentru viitorul mai îndepărtat, se vorbește despre folosirea electronicelor biocompatibile ca implanturi pe termen lung, provocarea tehnică fiind dezvoltarea de materiale care să le protejeze, să funcționeze deci ca bariere pentru biofluide. Oportunitățile cele mai mari pe termen scurt sunt însă în chirurgie și în etapa de diagnosticare a unei afecțiuni. Senzorii bioresorbabili și dispozitivele terapeutice, uneori numite și „medicamente bioelectronice“ sau „electroceutice“, constituie un domeniu cu adevărat promițător. Extrapolarea tehnologiilor existente în clinică pare să fie doar o chestiune de timp.

Abonează-te la Viața Medicală

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, săptămânalul profesional, social și cultural al medicilor și asistenților din România!
  • Tipărit + digital – 160 de lei
  • Digital – 103 lei
Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:
  • Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
  • Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
  • OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
  • OAMGMAMR – 5 ore de EMC
Află mai multe informații despre oferta de abonare.