Учёные из университета Аризоны изобрели уникальное беспроводное устройство, которое крепится к поверхности кости человека и может помочь врачам следить за её состоянием. Технология пока не одобрена для применения на людях, но успешно прошла эксперименты на синтетических костях в лаборатории.
Изобретение будет полезно при лечении переломов, особенно связанных с болезнями вроде остеопороза. Обычно пациенты с этим диагнозом тратят на восстановление несколько месяцев. Вживление микрокомпьютера в кость человека позволит врачам создавать исследовательские инструменты, чтобы узнать, как работает опорно-двигательный аппарат. Вся собранная информация поможет выбрать для пациента подходящую терапию и разработать наилучшие техники для восстановления.
Так как костная ткань находится в непосредственной близости от мышц, важно было разработать максимально тонкое устройство. Изобретённый микрокомпьютер толщиной с лист бумаги и может повторять изгибы кости, плотно к ней прилегая.
Наружные клетки костей также периодически обновляются, как и внешние слои кожи. Прикрепление устройства с помощью обычного клея привело бы к тому, что прибор отклеился бы уже через несколько месяцев. Для решения этой проблемы профессор ортопедической хирургии и биомедицинской инженерии Джон Сзивек разработал специальный клей, который содержит частицы кальция с атомной структурой, подобной костным клеткам. С её помощью электроника надёжно закрепляется на поверхности кости.
«Кость в основном думает, что устройство является её частью, и растёт до самого датчика. Это позволяет ему формировать прочную связь с костью и проводить измерения в течение длительных периодов времени», — говорит доцент кафедры биомедицинской инженерии Филипп Гутруф.
Датчику не нужна батарея, поскольку его можно подзаряжать и передавать информацию с помощью NFC. Когда устройство разрешат к использованию на реальных пациентах, у врачей появится возможность более детально изучать процесс заживления ран и переломов, лучше понимать ситуации, когда следует удалять временные аппаратные средства, такие как пластины, стержни или винты. Детальный мониторинг даст возможность принимать более обоснованные решения об уровнях дозировки лекарств.