Инженеры и специалисты-ортопеды из Университета Аризоны создали ультратонкий беспроводной датчик, предназначенный для мониторинга состояния костей в течение длительного времени. Не требующее батареек устройство предназначено для измерения различных физиологических параметров, таких как температура и деформация кости, и может быть полезно для пациентов с остеопорозом или для мониторинга заживления и руководства реабилитацией после перелома. Устройство крепится к поверхности кости с помощью кальциевого клея, который стимулирует рост и срастание кости с поверхностью устройства для долгосрочной имплантации.
В настоящее время трудно точно определить, как происходит заживление кости. Физиологические реакции могут варьироваться от пациента к пациенту, что затрудняет персонализированное лечение. Понимание того, как заживает кость и как она реагирует на лечение, может помочь направить это лечение таким образом, чтобы оно было максимально эффективным и не вызывало никаких нежелательных побочных эффектов, прокладывая путь к более персонализированной ортопедической медицинской помощи.
"Возможность контролировать здоровье опорно-двигательного аппарата очень важна", - сказал Филипп Гутруф, специалист, участвовавший в исследовании в сообщении Университета Аризоны. "С помощью этого интерфейса у вас, по сути, есть компьютер на кости. Эта технологическая платформа позволяет нам создавать исследовательские инструменты для ученых, чтобы узнать, как работает опорно-двигательный аппарат, и использовать собранную информацию для восстановления и терапии".
Устройство предназначено для мониторинга здоровья костей в течение длительного времени и может быть особенно полезно для пациентов, которые подвержены повышенному риску переломов и проблем с костями, например, страдающих остеопорозом. Технология также может помочь в принятии клинических решений, например, при удалении пластин или винтов из кости.
"Как практикующий хирург, я больше всего рад возможности использовать измерения, собранные с помощью электроники , чтобы в будущем предоставлять своим пациентам индивидуальный ортопедический уход - с целью ускорения реабилитации и максимизации функций после травматических повреждений", - сказал доктор Дэвид Марголис, другой исследователь, участвовавший в разработке.
Устройство было разработано очень тонким - толщиной с лист бумаги - чтобы оно могло лежать на кости, не раздражая вышележащие мышцы, и прилегать к поверхности кости. Технология, не требующая батареек, опирается на передачу энергии и связь в ближнем поле для получения энергии и связи с внешними устройствами, такими как смартфон.
Уникальный клей, состоящий из частиц кальция, помогает устройству прилипать к поверхности кости в течение длительного времени. "Кость, по сути, считает устройство своей частью и прирастает к самому датчику", - говорит Гутруф. "Это позволяет ему образовывать постоянное соединение с костью и проводить измерения в течение длительных периодов времени".