Geleneksel Kore kağıdı, gelecekteki giyilebilir sağlık hizmetleri için nefes alabilen bir yama haline geliyor

Giyilebilir sağlık izleme cihazları, kişiselleştirilmiş sağlık hizmetleri için giderek daha önemli hale geliyor, ancak geleneksel yamalar genellikle hava akışını kısıtlayan, teri hapseden ve uzun süreli kullanım sırasında ciltte rahatsızlığa neden olan alt tabakalara dayanır. Bu sınırlamalar aynı zamanda terin güvenilir şekilde toplanmasına ve analizine de müdahale edebilir; bu da hem rahat giyimi hem de doğru algılamayı destekleyen, nefes alabilen malzemelere olan ihtiyacın altını çizer.

Güney Kore’deki Jeonbuk Ulusal Üniversitesi’nden profesör Sooman Lim liderliğindeki araştırmacılar, bu zorluğun üstesinden gelmek için, hanji olarak bilinen geleneksel Kore dut kağıdını kullanarak nefes alabilen, giyilebilir bir yama geliştirdiler. Platform, potansiyel ilaç dağıtımı için 3D baskılı mikroiğneleri kablosuz ürik asit algılamaya yönelik baskılı elektrotlarla birleştiriyor. Çalışma, şu tarihte yayınlandı: Kimya Mühendisliği Dergisiher iki işlevi de kağıt tabanlı tek bir platforma birleştirmenin fizibilitesini göstermektedir. Çalışmanın ilk yazarları eşit katkıda bulunan Aqila Che Ab Rahman ve Habibulla Imran’dır.

Jeonbuk Ulusal Üniversitesi’nden Lim, “Geleneksel giyilebilir yamalar genellikle cilt konforunu güvenilir ter toplama ile dengelemek için çabalıyor. Nefes alabilen dut kağıdı kullanarak, hem mikroiğneleri hem de baskılı algılama elektrotlarını barındırırken nem aktarımını destekleyen bir platform geliştirmeyi hedefledik” diyor.

Gözenekli kağıt, ilaç dağıtım mikroiğnelerini destekler

Geçirimsiz alt tabakaların aksine dut kağıdı, nem taşınmasını destekleyen gözenekli bir bitki lifi ağına sahiptir. Deneylerde gözenekli kağıt numunesi hızlı ıslanma gösterdi; su temas açısı altı saniye içinde 72,19°’den 7,96°’ye düştü. Bu özellik, terin algılama elektrotlarına doğru taşınmasını desteklerken, ter birikiminin yönetilmesine de yardımcı olabilir.

Araştırmacılar, ek bir yapışkan katman gerektirmeden, ışık bazlı 3D baskı kullanarak doğrudan dut kağıdı alt katmanı üzerinde mikro iğneler ürettiler. Mikroiğne geometrisini değiştirerek ilaç yükleme kapasitesini geliştirdiler. Optimize edilmiş mikroiğneler, değiştirilmemiş mikroiğneler için %12,6’ya kıyasla %25,36’lık bir ilaç yüklemesi elde etti ve 80 saat boyunca yüklenen model boyanın %56,41’ini serbest bıraktı. Ayrıca yapısal deformasyon olmadan kesilmiş sıçan derisine yaklaşık 954 mikrometre nüfuz ettiler. Bu bulgular yamanın gelecekteki ilaç dağıtım uygulamaları için potansiyelini vurguluyor.

Terde kablosuz ürik asit algılama

Basılı elektrokimyasal sensör, 9,3 nanomolar tespit limitiyle 0,01 ila 8 mikromolar arasındaki konsantrasyonlarda ürik asit tespit etti. Tampon ve ter örnekleri kullanılarak yapılan testler, laboratuvar LC-MS analiziyle uyumlu olan %98,1 ila %101,3’lük geri kazanımlar sağladı ve bu da sensörün analitik performansını ortaya koydu.

Ek olarak sensör, kullanımdan sonra 13 saniye içinde kurudu ve art arda üç kullanımda tutarlı okumalar verdi. Düşük güçlü bir kablosuz sistem aynı zamanda algılama verilerinin iletimini de mümkün kıldı; kablosuz kart en yüksek noktada yalnızca yaklaşık 15 mW çekiyordu; bu, önceki giyilebilir IoT biyosensörlerinden (60 ila 120 mW) daha düşüktü.

Ürik asit gut ve hiperürisemi için önemli bir belirteçtir. Ter bazlı bir yama, insanların tekrar tekrar kan almadan evde ürik asitlerini kontrol etmelerine olanak tanıyabilir ve bazı ilaçlar ürik asidi yükseltirken diğerleri düşürdüğü için ürik asidin ilaçlara nasıl tepki verdiğini takip etmeye yardımcı olabilir.

Vücut üzerinde testler ve ilaç denemeleri devam ediyor

Lim, “Bulgularımız, mikroiğne tabanlı dağıtım ve kablosuz ter algılamayı tek bir nefes alabilen alt tabaka üzerinde birleştirme potansiyelini gösteriyor. Bu işlevleri ayrı ayrı değerlendirmemize rağmen, sonuçlar, tedaviyi ve gerçek zamanlı sağlık izlemeyi entegre edebilecek gelecekteki cihazlar için bir temel sağlıyor” diye açıklıyor Lim.

Ekip daha sonra yamayı klinik açıdan uygun ürik asit düşürücü ilaçlarla, cilt güvenliği çalışmaları ve vücut üzerinde gerçek zamanlı testlerle birlikte test etmeyi planlıyor.

Mikroiğne üretimini ve kablosuz ter algılamayı nefes alabilen bir kağıt alt tabakaya getirerek araştırma, tedaviyi ve sağlık izlemeyi daha rahat, konforlu ve kişisel hale getirebilecek gelecekteki giyilebilir teknolojiler için bir temel oluşturuyor.