Wundheilende Wunden und Perfusionsoximeter können mit einem neuen hautähnlichen Sensor den Sauerstoffgehalt des Blutes abbilden

Der neue flexible Sensor kann Blutsauerstoffwerte ermitteln, um Wundheilungen und mehr Parameter in Echtzeit zu überwachen. Das Gerät wurde von Ingenieuren der University of California in Berkeley entwickelt.

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„Wenn du das Wort hörst Oximeter, der Name für Blut-Sauerstoff-Sensoren, steife und sperrige Fingerclip-Sensoren kommen Ihnen in den Sinn “, sagte Yasser Khan, ein Diplom-Student in Elektrotechnik und Computerwissenschaften an der UC Berkeley. „Wir wollten uns davon lösen und zeigen, dass Oximeter leicht, dünn und flexibel sein können.“

Der Sensor, der diese Woche im Journal beschrieben wurde Proceedings of the National Academy of Sciences, besteht aus organischer Elektronik, die auf biegbaren Kunststoff gedruckt ist und sich den Konturen des Körpers anpasst. Im Gegensatz zu Fingerspitzenoximetern kann es Blutsauerstoffwerte an neun Punkten in einem Gitter erfassen und kann an einer beliebigen Stelle auf der Haut platziert werden. Es könnte möglicherweise verwendet werden, um die Sauerstoffversorgung von Hauttransplantaten zu kartieren, oder um durch die Haut zu schauen, um den Sauerstoffgehalt in transplantierten Organen zu überwachen, sagen die Forscher.

"Alle medizinischen Anwendungen, die Sauerstoffmonitoring verwenden, könnten von einem tragbaren Sensor profitieren", sagte Ana Claudia Arias, Professorin für Elektrotechnik und Informatik am UC Berkeley. "Patienten mit Diabetes, Atemwegserkrankungen und sogar Schlafapnoe könnten einen Sensor verwenden, der zur Überwachung des Blutsauerstoffgehalts 24 / 7 an einem beliebigen Ort getragen werden kann."

Bestehende Oximeter verwenden Leuchtdioden (LEDs), um rotes und nahes Infrarotlicht durch die Haut zu strahlen und dann festzustellen, wie viel Licht auf die andere Seite fällt. Rotes, sauerstoffreiches Blut absorbiert mehr Infrarotlicht, während dunkles, sauerstoffarmes Blut mehr rotes Licht absorbiert. Durch den Blick auf das Verhältnis des durchgelassenen Lichts können die Sensoren bestimmen, wie viel Sauerstoff sich im Blut befindet.

Diese Oximeter wirken nur auf teilweise durchsichtige Bereiche des Körpers wie die Fingerspitzen oder die Ohrläppchen und können nur den Blutsauerstoffgehalt an einem einzigen Punkt im Körper messen.

"Dicke Körperregionen wie Stirn, Arme und Beine lassen kaum sichtbares oder nahes Infrarotlicht durch, was die Messung der Sauerstoffversorgung an diesen Stellen zu einer echten Herausforderung macht", sagte Khan.

In 2014 zeigten Arias und ein Team von Doktoranden, dass mit gedruckten organischen LEDs dünne, flexible Oximeter für Fingerspitzen oder Ohrläppchen hergestellt werden können. Seitdem haben sie ihre Arbeit weiter vorangetrieben und eine Methode entwickelt, um die Sauerstoffversorgung in Gewebe mithilfe von reflektiertem Licht anstelle von Durchlicht zu messen. Durch die Kombination der beiden Technologien können sie den neuen tragbaren Sensor entwickeln, der den Blutsauerstoffspiegel überall am Körper erkennt.

Der neue Sensor besteht aus einem Array aus abwechselnden roten und nahen infraroten organischen LEDs und organischen Fotodioden, die auf einem flexiblen Material gedruckt sind. Das Team verwendete den Sensor, um den gesamten Blutsauerstoffspiegel auf der Stirn eines Freiwilligen zu ermitteln, der Luft mit fortschreitend niedrigeren Sauerstoffkonzentrationen atmete - ähnlich wie bei einem Anstieg in der Höhe - und stellte fest, dass er mit denen eines Standard-Fingerspitzenoximeters übereinstimmte. Sie nutzten den Sensor auch, um den Blutsauerstoffgehalt in einem 3-mal-drei-Raster auf dem Unterarm eines Freiwilligen abzubilden, der eine Druckmanschette trug.

"Nach der Transplantation möchten Chirurgen messen, dass alle Teile eines Organs Sauerstoff bekommen", sagte Khan. „Wenn Sie einen Sensor haben, müssen Sie ihn verschieben, um die Sauerstoffversorgung an verschiedenen Orten zu messen. Mit einem Array können Sie sofort wissen, ob es einen Punkt gibt, der nicht richtig heilt. “

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