Para peneliti mengembangkan konsep bioelektronik pintar yang dapat dipakai

Selama bertahun-tahun, perusahaan otomotif telah mengembangkan sensor cerdas untuk menyediakan pemantauan kesehatan kendaraan secara real-time, termasuk tekanan oli mesin, tekanan ban, dan campuran udara-bahan bakar. Bersama-sama, sensor ini dapat memberikan sistem peringatan dini bagi pengemudi untuk mengidentifikasi potensi masalah sebelum mungkin perlu diperbaiki.

Sekarang, dalam nada yang sama secara biologis, Zheng Yan, asisten profesor di MU College of Engineering di University of Missouri, baru-baru ini menerbitkan dua penelitian yang menunjukkan cara berbeda untuk meningkatkan perangkat dan bahan bioelektronik yang dapat dipakai untuk memberikan pemantauan real-time yang lebih baik dari kesehatan seseorang, termasuk tanda-tanda vital.

Mengembangkan masker wajah ‘pintar’

Munculnya pandemi COVID-19 telah membawa gagasan mengenakan topeng ke permukaan pikiran banyak orang. Sebagai tanggapan, salah satu fokus lab Yan adalah mengembangkan bioelektronik lunak yang dapat bernapas. Dia mengatakan itu wajar baginya dan timnya untuk datang dengan ide untuk mengintegrasikan bioelektronik dalam masker wajah bernapas, yang dapat memantau status fisiologis seseorang berdasarkan sifat batuk orang tersebut. Temuan mereka baru-baru ini diterbitkan di ACS Nanosebuah jurnal American Chemical Society.

“Masalah pernapasan yang berbeda menyebabkan frekuensi dan derajat batuk yang berbeda,” kata Yan. “Contoh penyakit paru obstruktif kronik (PPOK), frekuensi batuk di pagi hari lebih tinggi dari pada siang dan malam hari. Masker wajah pintar kami dapat secara efektif memantau frekuensi batuk, yang dapat membantu dokter mengetahui perkembangan penyakit dan memberikan intervensi yang tepat waktu dan disesuaikan.”

Selain memantau status fisiologis seseorang, masker juga dapat membantu mengidentifikasi penggunaan masker yang tepat di tempat umum menggunakan sensor bioelektronik, kata Yan. Saat ini, topeng tidak memiliki kemampuan untuk memberikan pengingat otomatis, tetapi mereka ingin mengembangkan fungsi itu di masa depan.

Fabrikasi perangkat elektronik yang dapat dipakai dengan bantuan laser

Selama satu dekade, para ilmuwan telah menggunakan pendekatan fabrikasi berbantuan laser, tetapi Yan mengatakan satu bidang yang masih dapat mengambil manfaat dari pendekatan ini adalah dalam membangun bioelektronika yang dapat dipakai.

“Fabrikasi dengan bantuan laser itu sederhana, terukur, hemat biaya, dan mudah disesuaikan,” kata Yan. “Ini dapat menurunkan biaya elektronik yang dapat dikenakan dan menguntungkan keduanya, penggunaan satu kali dan personalisasi yang praktis dengan menyediakan perangkat yang disesuaikan untuk aplikasi perawatan kesehatan.”

Dalam sebuah penelitian terbaru yang diterbitkan di Kemajuan Ilmu Pengetahuansebuah jurnal dari American Association for the Advancement of Science (AAAS), Yan dan timnya mempelajari potensi penggunaan konduktor logam yang disebut MoO2.

“Ini menunjukkan konduktivitas listrik yang tinggi, stabilitas kimia, kompatibilitas MRI dan biokompatibilitas, yang sangat cocok untuk konstruksi berbagai sensor dan stimulator bioelektronik,” kata Yan.

Yan mengatakan salah satu aplikasi potensial dari pendekatan ini adalah untuk membantu memantau pernapasan seseorang.

“Memantau ritme pernapasan seseorang akan berguna untuk mendiagnosis beberapa penyakit, seperti sleep apnea,” kata Yan. “Juga, kami dapat secara bersamaan memantau detak jantung, variasi detak jantung, dan elektroensefalogram untuk memberikan informasi yang lebih komprehensif untuk mempelajari sleep apnea.”

Komputasi Seluler