Kocky cukru použité na vytvorenie výkonnejších lekárskych elektród
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 9. 8. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Hoci sú lekárske elektródy nevyhnutné na monitorovanie elektrickej aktivity v tele, zvyčajne sú tuhé a nákladné, navyše nedržia dobre, keď sa ich nositeľ pohybuje. Nová elektróda vyrobená z cukrových kociek však tieto nedostatky rieši.
V súčasnosti najúčinnejšie elektródy obsahujú vodivý strieborný disk, ktorý je v kontakte s pokožkou. Keďže tento disk nie je veľmi mäkký ani pružný, neprispôsobuje sa dobre kontúram pokožky. To znamená, že jeho nosenie môže byť nepríjemné a navyše je pravdepodobné, že spadne, ak pacient nezostane relatívne v pokoji. Okrem toho vodivý gél, ktorý sa aplikuje medzi elektródu a pokožku, má tendenciu rýchlo vyschnúť, čo vedie k strate signálu, ak sa často nenanáša znova.
Tím z Washingtonskej univerzity v Saint Louis sa preto rozhodol vyvinúť lacnejšiu, pohodlnejšiu a lepšie priľnavú alternatívu, ktorá by fungovala aspoň tak dobre ako existujúce elektródy. S týmto cieľom sa zamerali na bežné kocky cukru zakúpené v obchode.
Každá kocka sa najprv vytvarovala do tvaru požadovanej elektródy, potom sa na dve hodiny ponorila do tekutého polyméru známeho ako polydimetylsiloxán (PDMS). Táto kvapalina sa absorbovala do pretvarovanej kocky a dostala sa do malých priestorov medzi zrnkami cukru.
Po trojhodinovom vytvrdzovaní v horúcej rúre sa tekutý polymér premenil na pružnú pevnú látku a horúca voda sa použila na rozpustenie cukru, po ktorom zostala len hubovitá, porézna matrica PDMS. Po ošetrení kyslíkovou plazmou a etylénglykolom sa táto špongia ponorila do iného polyméru, elektricky vodivého, ktorý sa vytvoril do tenkej vrstvy, ktorá pokryla drobné póry. Po ďalšej procedúre v peci bola vodivá špongia napojená a pripravená na použitie ako elektróda.
Počas testov vykonaných na ľudských pacientoch sa zistilo, že zariadenie sa prispôsobuje a prilieha ku koži lepšie ako bežné pevné kovové elektródy. Navyše, väčšia plocha jej mnohých mikropórov zabezpečila silnejší a menej zašumený elektrický signál.
Navyše, keďže elektródová špongia mohla pojať veľké množstvo vodivého gélu, tento gél nevysychal tak rýchlo ako tenšia vrstva pod tradičnou elektródou. Okrem toho sa zistilo, že silnejšia vrstva gélu v špongii funguje ako tlmič nárazov, čo umožňuje elektróde udržiavať elektrický kontakt s pokožkou, aj keď sa používateľ pohybuje.
Tím dúfa, že po ďalšom vývoji by sa špongiové elektródy mohli používať pri lekárskych vyšetreniach, ktoré vyžadujú od pacientov fyzické aktivity, a že by ich pacienti mohli nosiť aj doma počas dlhšieho obdobia.
Článok o výskume bol nedávno uverejnený v magazíne ACS Nano.
