Блог

Jun 30, 2023

Тату-электроды из чернил

Исследователи из Технического университета Граца представляют тату-электроды от

Исследователи из Технического университета Граца представляют тату-электроды принтера, которые особенно привлекательны для долгосрочной медицинской диагностики.

Технологический университет Граца

Изображение: Это Франческо Греко, научный сотрудник Технического университета Граца в Австрии, с временным тату-электродом.посмотреть больше

Фото: Лунгхаммер – ТУ Грац

В случае таких методов диагностики, как электрокардиограмма (ЭКГ) и электромиография (ЭМГ), гелевые электроды являются предпочтительным методом передачи электрических импульсов от сердца или мышц. В клинической практике зачастую жесткие и громоздкие электроды заметно ограничивают подвижность пациентов и не очень удобны. Поскольку гель на электродах высыхает через короткое время, возможности проведения измерений в течение более длительного периода с использованием такого типа электродов ограничены.

Совместно с исследователями из Института итальянских технологий (IIT) Понтедера, Университета дельи Студи в Милане и Высшей школы Св. Анны в Пизе Франческо Греко из Института физики твердого тела в Техническом университете Граца представляет новый метод передовой науки, который повышает передачу электрических импульсов от человека к машине на новый уровень с помощью печатных тату-электродов.

Печатные тату-электроды для долгосрочной диагностики

В представленном методе проводящие полимеры печатаются на имеющейся в продаже бумаге для временных татуировок, создавая таким образом одно- или многоэлектродные конструкции. Внешние соединения, необходимые для передачи сигналов, встроены непосредственно в татуировку. Затем тату-электроды прикрепляются к коже как временные изображения и практически не ощущаются пользователем. Благодаря своей исключительной тонкости (менее одного микрометра) электроды идеально адаптируются к неровной коже человека и могут применяться даже к частям тела, где традиционные электроды не подходят, например, к лицу. Франческо Греко, ученый-материаловед Института физики твердого тела Технического университета Граца, объясняет: «Благодаря этому методу нам удалось сделать большой шаг вперед в дальнейшем развитии эпидермальной электроники. Мы находимся на прямом пути к созданию чрезвычайно экономичного и простого в использовании устройства. а также универсальная применимая система, имеющая огромный рыночный потенциал». По данным Greco, международные биомедицинские компании уже проявляют конкретный интерес к совместной разработке товарных продуктов.

Персонализация эпидермальной электроники

Еще одной особенностью тату-электродов, созданных на принтере, является то, что даже перфорация татуировки, например, в результате роста волоса, не ухудшает проводимость электрода и передачу сигнала. Это особенно актуально в случае длительного применения, поскольку рост волос приводит к неточностям в результатах традиционных методов измерения. Безупречная передача данных в течение трех дней была опробована в ходе испытаний итальянско-австрийской исследовательской группы. Это, объясняет Греко, облегчает измерение электрофизиологических сигналов пациентов и спортсменов в течение более длительного периода, не ограничивая и не влияя на их нормальную деятельность. Электроды различных размеров и расположений также могут быть изготовлены с помощью принтера и индивидуально адаптированы к соответствующей части тела, на которой должно проводиться измерение.

Греко описывает конечную цель исследования следующим образом: «Мы работаем над разработкой беспроводных тату-электродов со встроенным транзистором, которые позволили бы как отправлять, так и принимать сигналы. Мы могли бы не только измерять импульсы, используя этот метод, но и могли бы также целенаправленно стимулировать участки тела».

###

Франческо Греко из Института физики твердого тела Технического университета Граца работает над этой темой исследования вместе с командой Паоло Каваллари, профессора физиологии человека Университета дельи Студи в Милане, и профессора Кристиана Чиприани, руководителя Института биоробототехники Школы Супериоре Сант. Анной в Пизе, а также со своей бывшей исследовательской группой в Итальянском технологическом институте (IIT) Понтедера.