Un dispozitiv medical unic cu senzor de lumină imprimat 3D ar putea ajuta milioane de oameni din întreaga lume cu lupus și alte boli sensibile la lumină, oferind acces la date în timp real pentru tratamente mai personalizate. Credit: McAlpine Group, Universitatea din Minnesota.
O echipă de ingineri și medici de la Universitatea din Minnesota Twin Cities a proiectat un dispozitiv medical unic, imprimat 3D, cu senzor de lumină, care este plasat direct pe piele și oferă feedback în timp real pentru a corela expunerea la lumină cu apariția bolii. Dispozitivul ar putea ajuta milioane de oameni din întreaga lume cu lupus și alte boli sensibile la lumină, oferind acces la tratamente și informații mai personalizate pentru a determina ce cauzează simptomele acestora.
Cercetarea a fost publicată în Advanced Science, o revistă științifică interdisciplinară premium cu acces deschis. Cercetătorii au depus, de asemenea, un brevet asupra dispozitivului, iar tehnologia este disponibilă pentru licențiere.
Potrivit Lupus Foundation of America, aproximativ 1,5 milioane de americani și cel puțin 5 milioane de oameni din întreaga lume au o formă de lupus. Sensibilitatea la lumină este comună la persoanele cu lupus, 40 până la 70% dintre persoanele cu lupus constatând că boala lor se agravează prin expunerea la lumina soarelui sau chiar la lumina artificială în interior. Simptomele acestor crize la pacienții cu lupus includ erupții cutanate, dureri articulare și oboseală.
„Tratez o mulțime de pacienți cu lupus sau boli asociate și, din punct de vedere clinic, este o provocare să prezicem când simptomele pacienților vor apărea”, a declarat Dr. David Pearson și co-autor al studiului, dermatologul la Universitatea din Minnesota. „Știm că lumina ultravioletă și, în unele cazuri, lumina vizibilă, pot provoca erupții ale simptomelor – atât pe piele, cât și pe plan intern – dar nu știm întotdeauna ce combinații de lungimi de undă luminii contribuie la simptome.
Pearson auzise despre imprimarea 3D personalizată inovatoare a dispozitivelor portabile dezvoltate de profesorul de inginerie mecanică de la Universitatea din Minnesota Michael McAlpine și echipa sa și l-a contactat pentru a colabora la găsirea unei soluții pentru problema lui.
Grupul de cercetare McAlpine a lucrat cu Pearson pentru a dezvolta un dispozitiv, primul de acest fel, imprimat complet 3D, cu un detector flexibil de lumină UV vizibilă care ar putea fi plasat pe piele. Dispozitivul este integrat cu o consolă portabilă personalizată pentru a monitoriza continuu și a corela expunerea la lumină la simptome.
„Această cercetare se bazează pe munca noastră anterioară, în care am dezvoltat un dispozitiv care emite lumină imprimat în întregime 3D, dar de data aceasta, în loc să emită lumină, acesta primește lumină”, a spus McAlpine, co-autor al studiului și profesor al catedrei familiei Kuhrmeyer în Departamentul de Inginerie Mecanică. „Lumina este convertită în semnale electrice pentru a o măsura, care în viitor pot fi apoi corelate cu apariția simptomelor pacientului”.
McAlpine a spus că dezvoltarea dispozitivului nu a fost însă o sarcină ușoară. Dispozitivul imprimat 3D constă din mai multe straturi de materiale imprimate pe o bază de silicon biocompatibil. Straturile includ electrozi și filtre optice. Filtrele ar putea fi schimbate în funcție de lungimea de undă a luminii care trebuie evaluată. Echipa de cercetare a folosit, de asemenea, oxid de zinc pentru a colecta lumina ultravioletă (UV) și a o converti în semnale electrice. Dispozitivul este montat pe piele și este atașată o consolă personalizată pentru a captura și stoca datele.
Video credit: Universitatea din Minnesota
Echipa de cercetare a primit aprobarea pentru a începe testarea dispozitivului pe subiecți umani și va începe în curând să înscrie participanții la studiu.
„Știm că aceste dispozitive funcționează în laborator, dar următorul nostru pas este să le punem în mâinile pacienților pentru a vedea cum funcționează în viața reală”, a spus Pearson. „Le putem oferi participanților și urmări la ce lumină au fost expuși și putem determina cum putem prezice simptomele. De asemenea, vom continua testarea în laborator pentru a îmbunătăți dispozitivul”.
McAlpine și Pearson au spus că procesul de imprimare 3D este relativ ieftin și ar putea oferi într-o zi acces ușor și rapid la dispozitiv, fără procesele costisitoare de fabricare a dispozitivelor tradiționale.
„Nu există niciun alt dispozitiv ca acesta în acest moment cu acest potențial de personalizare și fabricare atât de ușoară”, a spus Pearson. „Visul ar fi să am una dintre aceste imprimante 3D chiar în biroul meu. Aș putea să văd un pacient și să evaluez ce lungimi de undă luminii vrem să evaluăm. Apoi aș putea să o tipărim pentru pacient și să i-o dau. să fie 100% personalizat la nevoile lor. Acolo se îndreaptă viitorul medicinei.”
Sursă articol : techxplore.com