Группа исследователей из Университета Аризоны разработала ультратонкое беспроводное устройство размером с пенни, которое прикрепляется к поверхности кости и помогает врачам отслеживать её состояние и заживление с течением времени. Статья об особенностях работы такого аппарата была опубликована в журнале Nature Communications.
Переломы, возникающие в следствие таких заболеваний, как остеопороз, в среднем восстанавливаются в течение нескольких месяцев. Хотя беспроводные костные устройства еще не были исследованы и одобрены для использования на людях, они имеют большой потенциал для контроля и улучшения здоровья пациентов с заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
«Очень важно иметь возможность постоянно контролировать состояние опорно-двигательного аппарата», – говорит Филипп Гутруф, ведущий автор исследования. «С помощью этого интерфейса мы фактически устанавливаем компьютер на кость. Технологическая платформа позволяет создавать инструменты исследования для ученых , позволяющие узнать, как работает костно-мышечная система и использовать собранную информацию для лечения и восстановления».
Ученые добавили, что, поскольку мышцы расположены близко к костям и часто двигаются, важно, чтобы устройство было достаточно тонким, чтобы не раздражать и не смещать окружающие ткани. Поэтому для прикрепления аппарата на поверхности кости исследователи разработали специальный клей, содержащий частицы кальция.
«Устройство толщиной с бумагу может соответствовать кривизне кости, образуя плотный интерфейс», – говорит Алекс Бертон, аспирант в области биомедицинской инженерии. «Ему не нужен аккумулятор. Это возможно с использованием метода передачи энергии и связи, называемого ближней полевой связью, или NFC, который также используется в смартфонах для бесконтактной оплаты. Позже кость дорастает до самого датчика. Это обеспечивает постоянное соединение и позволяет проводить измерения в течение длительных периодов времени».
Например, врач может прикрепить устройство в области перелома кости, чтобы контролировать процесс заживления. Эта возможность особенно полезна для пациентов с такими заболеваниями, как остеопороз. Знание того, как быстро и насколько хорошо заживает кость, также может помочь врачам в принятии клинических решений.
«Как хирургу, мне больше всего хочется использовать измерения, полученные с помощью электроники на поверхности кости, чтобы когда-нибудь предоставить моим пациентам индивидуализированную ортопедическую помощь – с целью ускорения реабилитации и максимального улучшения функций после травм», – говорит соавтор исследования доктор Дэвид Марголис, доцент кафедры ортопедической хирургии Медицинского колледжа Аризоны и хирург-ортопед в Медицинском центре Университета Баннера в Тусоне.
