Kesintisiz 10 gün EKG takibi sağlayan nefes alabilir hidrojel geliştirildi

Giyilebilir sağlık cihazları, medikal monitörler ve akıllı tıbbi yamalarda karşılaşılan cilt tahrişi, terleme ve sinyal kaybı sorunlarına yönelik yeni bir malzeme geliştirildi. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) öncülüğündeki araştırmacılar, *Nature* dergisinde yayımlanan çalışmalarında mikroskobik hava kanallarına sahip nefes alabilir bir hidrojel ürettiklerini açıkladı. Geleneksel hidrojellerin su açısından zengin yapısı cildin hava almasını zorlaştırarak ısı ve teri hapsederken, yeni malzeme yüzde 70 su içeriğini korumasına rağmen standart hidrojellere kıyasla 10 kat daha yüksek gaz geçirgenliği sunuyor. Hidrojelin oksijen geçirgenliği 185 barrer seviyesine ulaşıyor.

İNSAN AKCİĞERİNDEN ESİNLENİLDİ

MIT Makine Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Xuanhe Zhao liderliğindeki ekip, malzemenin tasarımında insan akciğerinin gaz değişim mekanizmasını örnek aldı. Araştırmacılar, standart hidrojel formülüne katı hava kabarcıkları olarak tanımlanan silika aerojel parçacıkları ekledi. Bu yöntemle hidrojel içinde çökmeyen ve suyla dolmayan, birbirine bağlı mikroskobik hava kanallarından oluşan bir ağ meydana getirildi. Geliştirilen yapı, 10 bin germe döngüsünün ardından dahi hava geçirgenliğinin yüzde 95’ini korudu. Yeni hidrojel, silikon ve poliüretan yamalara kıyasla nemi ciltten 10 ila 100 kat daha hızlı uzaklaştırdı. Yapılan testlerde, 20 dakikalık egzersizin ardından geleneksel silikon bantların altındaki cilt sıcaklığı 6,5 derece artarken, nefes alabilir hidrojel kullanılan bölgede cilt sıcaklığının 1 derece düştüğü gözlendi.

10 GÜN BOYUNCA EKG SİNYALİ ALINDI

Giyilebilir sensörlerde kesintisiz veri takibinin sürdürülebilirliği de yapılan testlerle ölçüldü. Geleneksel hidrojelli elektrotlar, egzersiz sırasında ter birikmesiyle birlikte EKG sinyal kalitesini kaybederken, nefes alabilir hidrojel elektrotlar 10 gün boyunca kesintisiz kullanıldı. Malzeme, uyku, çalışma ve egzersiz sırasında net elektrokardiyogram verileri kaydetmeyi sürdürdü. Prof. Xuanhe Zhao, "En acil uygulama alanları giyilebilir tıbbi cihazlar, yara pansumanları ve cilde monte edilen sağlık monitörleri olacak. Malzememiz, hidrojelleri rahat ve biyolojik olarak uyumlu kılan yüksek su içeriğini ve yumuşaklığı korurken, oksijen ve nemi hapseden geleneksel sınırlamaları tamamen ortadan kaldırıyor" dedi.

İMPLANTLAR İÇİN EK TESTLER GEREKİYOR

Teknolojinin uzun vadeli kullanım alanları arasında, hücrelerin canlılığını sürdürebilmesi için oksijen iletiminin kritik olduğu doku mühendisliği uygulamaları ve vücut içi implantlar da bulunuyor. Araştırmacılar, implant edilebilir klinik uygulamalara geçilmeden önce biyouyumluluk, sterilizasyon, seri üretim ve düzenleyici onay süreçlerinin tamamlanması gerektiğini belirtiyor. Geliştirilen malzemenin ilk aşamada doğrudan cilde yapışan sağlık sensörleri, akıllı yara pansumanları ve biyomedikal yamalarda kullanılması hedefleniyor.