科学家创造宛如文上去的传感器,揭示血氧水平

人们纹身要记住一个事件或一个人,做一个声明,或者只是作为一个审美装饰。但是想象一下纹身可以functional-telling你多少氧气使用锻炼时,测量你的血糖水平在一天中的任何时间,或监视不同的血液组件或暴露于环境毒素。

塔夫茨大学的工程师已经迈出了重要的一步,发生的发明silk-based材料置于皮肤发光的亮或暗灯下当暴露于不同级别的氧气在血。他们报告了他们的发现先进功能材料。

这部小说传感器,目前仅限于阅读氧含量,由丝绸的凝胶形成的蛋白质成分,叫做蚕丝蛋白。蚕丝蛋白的蛋白质独特的属性让他们尤其是兼容作为植入材料。

当他们重新组装成一个凝胶或电影,他们可以调整创建一个持续皮肤下的结构从几个星期到一年多。当丝绸并分解,它兼容身体和可能调用一个免疫反应。

血液中的物质如葡萄糖,乳酸,电解质,溶解氧提供窗口进身体的健康和性能。在医疗环境中,他们跟踪通过血液或被附加到笨重的机器。能够持续监测水平早在任何设置跟踪特定条件时可能是一个巨大的优势。

例如,糖尿病患者要抽血阅读葡萄糖,通常每天,决定吃什么或者服药。相比之下,由塔夫茨团队远景规划是使监控更容易,字面上点亮一盏明灯,让一个人的状态。

“丝绸之提供了一个非凡的许多伟大的融合特性,”大卫·卡普兰说,斯特恩家族工程在塔夫茨大学工程学院的教授,该研究的首席研究员。“我们可以把它变成电影、海绵、凝胶和更多。它不仅是生物相容性,但它可以持有添加剂在不改变其化学,这些添加剂可以感应功能,检测分子在其环境。氧传感器是一个概念证明我们可以创建一系列传感器。”

丝蛋白的化学使它容易捡起并持有添加剂不改变它们的属性。创建氧传感器研究者使用一种叫做PdBMAP添加剂,发光暴露在一定波长的光。发光的强度和持续时间与环境中的氧气水平成正比。

丝绸凝胶渗透周围的液体,所以PdBMAP感觉周围血液中氧含量是相同的。PdBMAP也很有用,因为它会发光,或者发出磷光,当暴露在光可以穿透皮肤。其他传感器的候选人可能只响应波长的光不能穿透皮肤。

研究者更多依赖磷光的时间分量量化氧气水平因为发光强度可以随深度和植入物的大小,肤色,和其他因素。发光的持续时间减少随着氧气浓度增加。

在实验中,植入传感器探测到氧气水平在动物模型实时和准确跟踪高,低,正常水平的氧气。的重要性能够追踪患者的氧含量已经在公众意识COVID-19大流行,在病人不得不承认当他们医院治疗氧含量成为极低。

“我们可以想象许多场景的皮肤宛如文上去的传感器可以是有用的,”汤姆Falcucci说,研究生在卡普兰的实验室开发了纹身传感器。”,通常是在患有慢性疾病的情况下需要长期监测的时间以外的传统临床设置。我们可以跟踪多个血组件使用一个传感器阵列皮肤下。”

宛如文上去的传感器的最新发展的投资组合的潜在医疗产品来源于丝蛋白在卡普兰的实验室,骨科植入支架用于创建新组织的心脏和骨骼。