Сахарные кубики помогли врачам улучшить датчики сердечных ритмов

Для мониторинга сердечных ритмов и работы мышц врачи часто прикрепляют электроды к коже пациента, определяя электрические сигналы. Исследователи в статье для журнала ACS Nano рассказали о разработке недорогой губчатой версии этих электродов с улучшенным обнаружением сигналов, изготовленной с использованием кубиков сахара.

Современные электроды для электрофизиологического мониторинга основаны на серебряном диске, который контактирует с кожей через проводящий гель. Эти электроды являются важнейшими инструментами для обнаружения аномальных электрических сигналов, связанных с проблемами здоровья, такими как сердечные приступы, нарушения работы мозга или нервно-мышечные заболевания. Однако эти устройства не лишены недостатков. Они жесткие и не могут хорошо прилегать к коже, особенно когда пациент физически активен, что снижает качество сигнала. Кроме того, токопроводящий гель быстро высыхает, что препятствует долгосрочному мониторингу и обнаружению редких событий.

Для решения этих проблем Чуань Ванг и его коллеги хотели разработать недорогой губкоподобный электрод, который обеспечивал бы более устойчивый и прочный контакт с кожей.

Для создания нового устройства исследователи начали с использования имеющихся в продаже кубиков сахара, которые они сформовали в виде шаблона, погруженного в жидкий полидиметилсилоксан (PDMS). PDMS затем превратился в твердую структуру. После чего они растворили сахар в горячей воде и покрыли микропоры губки проводящей тонкой пленкой для создания электрода.

Поскольку микропоры позволили увеличить площадь контакта губчатого материала с кожей, новое устройство показало высокую интенсивность сигнала и снижение шума по сравнению со стандартными электродами. Микропоры также помогли устройству вместить больше проводящего геля, что не позволило им так быстро высыхать и терять сигнал, по сравнению со стандартными версиями. Гель также действовал как амортизатор, уменьшая негативное воздействие движения пациента на контакт кожи с электродом и обеспечивая обнаружение сигнала. Исследователи проверили способность губчатого устройства отслеживать сокращения матки во время родов и обнаружили, что оно работает так же хорошо, как обычный электрод, или даже лучше.