Биосенсор с возможностью печати позволяет одновременно регистрировать и визуализировать ткани и органы во время операции

blank

Вскоре хирурги смогут локализовать критические области в тканях и органах во время хирургической операции благодаря новому биосенсору Университета Пердью, на который подана заявка на патент, который можно распечатать в 3D с помощью автоматической системы печати.

Чи Хван Ли создал биосенсор, который позволяет одновременно регистрировать и визуализировать ткани и органы во время хирургической операции. Ли — доцент кафедры биомедицинской инженерии Лесли А. Геддеса в Школе биомедицинской инженерии Велдона и доцент кафедры машиностроения. Традиционные методы одновременной записи и изображения тканей и органов оказались трудными, потому что другие датчики, используемые для записи, обычно прерывают процесс визуализации.

«С этой целью мы разработали сверхмягкий, тонкий и растяжимый биосенсор, который способен беспрепятственно взаимодействовать с криволинейной поверхностью органов, например сердца, даже при больших механических деформациях, например сердечных циклах», — сказал Ли. «Эта уникальная функция обеспечивает одновременную запись и визуализацию, что позволяет нам точно указать происхождение болезненных состояний: в этом примере — наблюдения в режиме реального времени за распространением инфаркта миокарда в 3D».

Используя мягкие биочернила во время быстрого прототипирования индивидуального дизайна, биосенсоры подходят для различных размеров и форм органов. Биочернила мягче ткани, растягиваются без деградации сенсора и обладают надежной естественной адгезией к влажной поверхности органов без использования дополнительных адгезивов. Исследовательская группа Кван-Су Ли в Национальной лаборатории Лос-Аламоса отвечает за разработку и синтез биочернил.Был изготовлен ряд прототипов биосенсоров различных форм, размеров и конфигураций. Крейг Горген, доцент кафедры биомедицинской инженерии им. Лесли А. Геддеса в школе биомедицинской инженерии Уэлдона в Пердью, и его лабораторная группа протестировали прототипы на мышах и свиньях in vivo.

«Профессор Герген и его команда смогли успешно определить точное местоположение инфаркта миокарда с течением времени с помощью прототипов биосенсоров», — сказал Ли. «В дополнение к этим тестам они также оценили биосовместимость и свойства против биологического обрастания биосенсоров, а также влияние биосенсоров на сердечную функцию. Они не показали значительных побочных эффектов».

Исследование биосенсора было опубликовано в рецензируемом журнале Nature Communications.

Управление коммерциализации технологий Исследовательского фонда Purdue подало заявку на патент на биосенсор Ли.  Другие шаги, предпринятые для разработки датчика, включают изучение дальнейшего применения биочернил в различных биосенсорах для печати с индивидуальным дизайном, подходящим для других органов, таких как желудок, который требует еще большей растяжимости, чем сердце.

Поделиться

Источник