Умный пластырь вместо градусника: испанцы создали вечный датчик воспалений

Международная группа ученых разработала умную медицинскую повязку , которая точно измеряет температуру по всей поверхности кожи, не требуя батареек или подключения к сети. Изобретение способно быстро выявлять участки воспаления и следить за процессом заживления ран. В проекте участвовали специалисты из испанского Университета Ровира и Вирхилий (URV) совместно с коллегами из Университета Порту.

На сегодняшний день врачи определяют очаги воспаления с помощью инфракрасных камер или точечных термометров. Однако эти методы требуют, чтобы пациент не двигался во время процедуры. К тому же они не позволяют непрерывно отслеживать состояние всей поверхности дермы.

В основе разработки лежит сеть особых элементов – термопар, работающих по принципу преобразования разницы температур в электрический ток. В природе каждый металл и полупроводник обладает собственным термоэлектрическим потенциалом. Когда соединяют два разных проводящих материала и нагревают место их контакта, между холодным и горячим концами возникает электрическое напряжение. Такое явление, известное как эффект Зеебека, позволяет собирать энергию даже от небольших перепадов. Именно поэтому система может работать автономно, питаясь от естественной разницы температур.

Исследователи сконструировали гибкую сетку из этих элементов, используя технологию, похожую на печать рисунков на футболках. На эластичную полимерную основу нанесли проводящий материал особым узором: полоски полупроводников разного типа расположены перпендикулярно друг другу. В местах их пересечения образуются чувствительные зоны, реагирующие на малейшие колебания тепла.

Такая конструкция позволяет создавать подробную тепловую карту контролируемого участка кожи. Наклейка размещается непосредственно в зоне интереса – например, над хирургическим швом или в месте возможного появления пролежня. При возникновении воспаления сенсорные элементы фиксируют локальное повышение температуры. ПО преобразует полученные данные в цветное изображение, где разные температурные зоны обозначены разными цветами. Медики могут сразу увидеть очаг воспаления на мониторе и принять необходимые меры, не тратя время на расшифровку сложных показаний.

Испытания доказали исключительную точность и быстроту работы повязки. Она улавливает перепады всего в 0,4 градуса Цельсия и реагирует меньше чем за три секунды. А ещё надежно функционирует даже при повышенном потоотделении (этот аспект проверяли с помощью солевого раствора, имитирующего биологические выделения).

Проверили и прочность технологии. В департаменте машиностроения URV её подвергли сотням циклов изгибания.

Результаты превзошли ожидания – сенсорная сетка полностью сохранила работоспособность после многократных деформаций, – рассказала руководитель испытаний Сильвия де ла Флор.

Повязку можно носить несколько дней, как обычную медицинскую наклейку. Она не доставляет дискомфорта и не мешает повседневной активности. При этом непрерывно анализирует состояние кожи, помогая вовремя заметить развитие инфекции в ране или появление пролежней.

Далее в систему планируют встроить дополнительные биосенсоры, определяющие уровень различных веществ в тканях и наличие специфических биомаркеров.