Panduan
Baru-baru ini, para peneliti di Purdue University di Amerika Serikat mengembangkan perangkat diagnostik medis baru berbiaya rendah, portabel, bertenaga sendiri, berbasis kertas yang dapat mendeteksi biomarker dan mendiagnosis penyakit.
Kata kunci
Elektronik medis, bertenaga sendiri, sensor
Latar Belakang
Alat diagnosa medis tradisional memberikan kesan kepada kita bahwa alat ini tidak praktis, mahal, sulit dioperasikan, dan membutuhkan waktu lama untuk mendapatkan hasil diagnosa. Faktor-faktor inilah yang membatasi perkembangan lebih lanjut dan pemasyarakatan teknologi medis, terutama untuk negara berkembang dan daerah terpencil dan terbelakang.
Namun, dengan inovasi berkelanjutan dan terobosan teknologi di Internet of Things, sensor, kecerdasan buatan, material, elektronik fleksibel, perangkat yang dapat dikenakan, dan bidang lainnya, semakin banyak miniatur, portabel, biaya rendah, dan peralatan diagnostik medis yang mudah dioperasikan telah muncul.
Misalnya, penulis pernah memperkenalkan: Disk U yang digunakan untuk pengujian AIDS dapat memperoleh hasil tes dalam waktu 30 menit; pembaca tes diagnostik otomatis yang menggunakan ponsel pintar untuk membaca nilai resistensi bakteri; spektrometer ponsel pintar untuk deteksi kanker dapat Memberikan hasil tes tingkat laboratorium; alat analisa air mani berbasis ponsel pintar memungkinkan Anda untuk melakukan pemeriksaan air mani di rumah; alat analisa nafas yang terdiri dari susunan sensor nano dapat mendeteksi 17 jenis penyakit yang berbeda seperti kanker melalui pernafasan. Selain itu, ada semua jenis peralatan lab-on-a-chip dan biosensor.
Inovasi
Namun, yang saya perkenalkan hari ini adalah teknologi inovatif yang sangat khas, sehingga setiap orang dapat lebih mengapresiasi inovasi dan perkembangan mutakhir saat ini di bidang peralatan medis. Baru-baru ini, para peneliti dari Purdue University di Amerika Serikat telah mengembangkan alat diagnostik medis jenis baru yang terbuat dari kertas, yang dapat mendeteksi biomarker dan mendiagnosis penyakit melalui analisis elektrokimia. Metode suplai energi perangkat ini "bertenaga sendiri", dan pengguna hanya perlu menyentuh untuk memberikan energi untuknya. Selain itu, juga memberikan hasil tes berbasis warna, sehingga non-profesional dapat dengan mudah memahaminya.
(Kredit foto: Universitas Purdue / Aniket Pal)
Hasil penelitian dirinci dalam makalah yang diterbitkan di majalah "Advanced Material Technologies" 22 Agustus. Ramses V. Martinez, Asisten Profesor Industri dan Biomedis di Universitas Purdue di Amerika Serikat, menulis makalah ini bersama mahasiswa pascasarjana Aniket Pal dan Debkalpa Goswami, sarjana tamu Hugo E. Cuellar, Heloisa F. N. Caurin, dan siswa sekolah menengah Randy Kuang.
teknologi
Makalah penelitian terutama menjelaskan konsep-konsep seperti SPED, TEG, potensiostat portabel, dan algoritma visi mesin untuk mengidentifikasi informasi warna yang berbeda. SPED adalah singkatan bahasa Inggris untuk perangkat elektrokimia berbasis kertas bertenaga sendiri.
(Sumber gambar: Universitas Purdue)
Langkah awal dari tes ini adalah meneteskan setetes darah di bagian bundar perangkat. Area lingkaran ini lebih kecil dari persegi dua inci. SPED juga berisi "zona uji pemipetan sendiri", yang dapat dicelupkan ke dalam sampel tanpa perlu menempelkan jari.
Lapisan atas SPED terbuat dari kertas selulosa yang tidak diolah dengan "domain" hidrofobik berpola. "Domain" ini menentukan saluran yang mengandalkan tindakan kapiler untuk mengambil sampel darah untuk pengujian. "Saluran mikrofluida" ini dapat mengukur perubahan warna secara akurat, sehingga menampilkan hasil tes yang spesifik.
(Sumber gambar: Universitas Purdue)
(Sumber gambar: Universitas Purdue)
Selain itu, peneliti juga merancang aplikasi diagnostik machine vision, mungkin pada smartphone. Alat ini dapat secara otomatis mengidentifikasi dan mengukur hasil dari setiap uji "kolorimetri" dari gambar digital SPED, memberikan hasil diagnosis cepat kepada pengguna, dan mempromosikan konsultasi ahli jarak jauh.
(Sumber gambar: Universitas Purdue)
Lapisan bawah SPED adalah semacam "generator triboelektrik", juga disebut "TEG", yang merupakan komponen kunci untuk mewujudkan tenaga sendiri. Dengan hanya menggosok atau menekan, ini dapat menghasilkan arus yang cukup untuk menjalankan tes diagnostik.
(Sumber gambar: Universitas Purdue)
Para peneliti juga merancang perangkat genggam yang murah, disebut juga "potensiostat". Ini dapat dengan mudah dicolokkan ke SPED, membuat tes diagnostik otomatis, dan pengguna yang tidak terlatih juga dapat melakukan tes. Baterai yang memberi daya pada potensiostat dapat diisi ulang melalui TEG yang terpasang pada SPED.
nilai
Pertama, mari kita lihat bagaimana Martinez mengevaluasi teknologi ini:
"Anda dapat menganggapnya sebagai perangkat laboratorium portabel, seluruhnya terbuat dari kertas, murah dan mampu Pengobatan dengan insinerasi . Kami berharap perangkat ini dapat melayani personel yang tidak terlatih yang berada di daerah terpencil atau pangkalan militer untuk menguji berbagai penyakit tanpa perlu listrik, air bersih, dan peralatan lainnya. "
(Sumber gambar: Universitas Purdue)
"SPED adalah Biaya rendah, ringan, fleksibel dan mudah digunakan . "
Sejauh yang kami tahu, penelitian ini melaporkan perangkat pertama berbasis kertas bertenaga mandiri yang dapat dikombinasikan dengan potensiostat TEG berbiaya rendah, portabel, dan berbasis kertas untuk pengisian ulang. Analisis elektrokimia yang cepat, akurat dan sensitif . "
SPED kompatibel dengan teknologi pencetakan massal, seperti pencetakan roll-to-roll atau deposisi semprotan. Mereka bisa menjadi Analisis "Multiplexing" , Untuk serangkaian pengujian perawatan titik tetap dari berbagai target, deteksi yang sangat sensitif dan akurat. Selain itu, mereka juga dapat memberi daya pada perangkat elektronik lainnya, memfasilitasi realisasi aplikasi telemedicine di lingkungan dengan sumber daya terbatas.
SPED dapat digunakan untuk mendeteksi biomarker, seperti Glukosa, asam urat dan asam L-laktat, keton dan sel darah putih, indikator ini berhubungan dengan fungsi hati dan ginjal, malnutrisi dan anemia . Di masa depan, teknologi ini akan menambahkan beberapa lapisan lagi untuk pengukuran dan deteksi yang lebih kompleks Demam berdarah, demam kuning, malaria, HIV dan hepatitis Dan penyakit lainnya.
Referensi
[1]
[2] Aniket Pal, Hugo E. Cuellar, Randy Kuang, Heloisa F. N. Caurin, Debkalpa Goswami, Ramses V. Martinez. Perangkat Elektrokimia Berbasis Kertas yang Bertenaga Mandiri untuk Pengujian Titik Perawatan Sensitif . Advanced Material Technologies, 2017; 1700130 DOI: 10.1002 / admt.201700130
Untuk teknologi paling mutakhir dan produk inovatif, silakan ikuti akun publik WeChat: IntelligentThings, atau hubungi WeChat pribadi penulis: JohnZh1984
- Makam kuno terbesar yang ada di Guangdong, di Chaoshan, ratusan ribu orang lewat di sini setiap hari
- Suspensi aktif 2.0T + CDC, mulai dari 229.800, dengan butler mobil pribadi dan layanan perawatan gratis
- Ada legenda Dushan di Chaoshan yang pertama kali ditemukan oleh orang Hong Kong, saya belum pernah ke sana!
- Penampilannya modis dan interiornya penuh gairah dan vitalitas Ruang konser berjalan paling cocok untuk kaum muda
- 5 seri menjadi kekalahan Civic? Meriam baja performa ini disebut sebagai "pemain alami" yang menampar wajah Civic
- Sebuah desa kuno di Provinsi Guangdong, ada desa air berusia seribu tahun di Chaoshan, tempat kelahiran populasi 100.000 Yuan
- Penampilan stylish, cocok untuk travelling di dalam kota, 1.6T dilengkapi dengan sistem bantuan berkendara cerdas ADAS dan panoramic sunroof