Созданы ультралёгкие медицинские сенсоры на чипах

Пару компактных электронных устройств, способных на ходу определить ряд параметров физиологического состояния человека, представили специалисты из германского института надёжности и микроинтеграции Фраунгофера (Fraunhofer IZM).

Первая из экспериментальных новинок — лаборатория на чипе, по одной капле крови определяющая риск возникновения сгустков и на раннем этапе сигнализирующая о начале тромбоза глубоких вен или лёгочной эмболии. Прибор разработан в рамках европейского проекта DVT-IMP, объединившего исследователей из десяти университетов и компаний восьми стран.

Поликарбонатная пластинка размером 3 х 22 х 70 миллиметров объединяет фольгу толщиной 150 микрометров, на которой вырезана сетка проводников и золотых датчиков, а также канал для образца крови глубиной 120 мкм. Электроды покрыты антителами, которые позволяют определять концентрацию маркеров свёртывания, а значит, риск развития тромбов.

Этот одноразовый картридж врач может просканировать ручным считывателем и быстро получить данные о состоянии здоровья подопечного. Прибор пригодится путешественникам, часто совершающим дальние авиаперелёты (несущие риск тромбоза), беременным, перенёсшим инсульт, курильщикам, страдающим ожирением и другим людям из группы риска (по данному параметру).

Второй образец — браслет, похожий на часы. Его электролюминесцентный дисплей показывает температуру тела, влажность кожи (предупреждение обезвоживания), а ещё прибор оборудован сенсором электромагнитных полей, предупреждающим об опасности владельцев, носящих кардиостимулятор. Все ключевые детали напечатаны на полимерной плёнке и обладают толщиной в считанные микрометры. Сенсоры дополняет тонкая и простая кремниевая схема.

Оба проекта показывают потенциал полимерной электроники — политроники, развитием которой занимается Polytronische Systeme — подразделение IZM. "Для ухода за больными нужны недорогие многофункциональные системы, — говорит глава Polytronische Systeme профессор Карлхайнц Бок (Karlheinz Bock). — Они должны быть представлены в больших количествах и производиться экономически эффективно на больших подложках. С полимерной электроникой это вполне возможно". (Читайте также о цифровом пластыре, биочипе-лаборатории, сенсоре состояния раны и разлагаемой в теле электронике.)

Наночастицы серебра губительны для млекопитающих

Наночастицы серебра – хорошие антисептики. Благодаря высокой электропроводности они активно используются в производстве товаров широкого потребления – пищевых добавок, одежды, бытовой техники, игрушек. В связи с этим важно выяснить, не вредят ли они здоровью людей и животных.

Московские исследователи выяснили, что водный раствор наночастиц серебра, который обладает бактерицидными и антивирусными свойствами и широко применяется в промышленности, губителен для млекопитающих, если его ввести с помощью инъекции.

Наночастицы серебра — хорошие антисептики. Благодаря высокой электропроводности они активно используются в производстве товаров широкого потребления — пищевых добавок, одежды, бытовой техники, игрушек. В связи с этим важно выяснить, не вредят ли они здоровью людей и животных. Исследователи из Института общей генетики им. Н. И. Вавилова под руководством Александра Рубановича при содействии коллег из НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН и Научно-производственной компании «Наномет» выяснили, что инъекции наночастиц серебра убивают млекопитающих, но ионы серебра безвредны.

Наночастицы серебра авторы работы получили методом биохимического синтеза путем восстановления ионов металла биологически активным веществом из группы флавоноидов. Начальная концентрация наночастиц в водном растворе составляла 0.54 г/л. Действие раствора сравнивалось с действием ионов Ag+ в эквивалентных концентрациях, для чего использовался раствор азотнокислого серебра (начальная концентрация 0.85 г/л).

Молодые экспериментальные мыши, которым делались инъекции растворов серебра в разных формах и концентрациях, были разделены на несколько групп. Животные 30 суток содержались в виварии, где ученые наблюдали за их состоянием и ежедневно вели учет павших. В первые часы после инъекции у грызунов, которым вкалывались наночастицы, снижалась двигательная активность, возникали судороги и паралич задних лапок. Смерть наступала через 12—24 часов после введения препарата. Специалисты предположили, что животных губило воздействие нанопрепарата на нервную ткань. Грызуны, которым были введены ионы серебра, остались живы в полном составе, равно как и контрольная группа, которым вкалывали дистиллированную воду. Токсическое действие наночастиц на генетический материал ученые оценивали по количеству патологически измененных спермиев у самцов мышей и степени повреждения ДНК лимфоцитов и других клеток селезенки. Повреждающий эффект был достоверно доказан.

В дальнейших исследованиях авторы предполагают продолжать изучать генетический эффект наночастиц металлов у млекопитающих и растений. Александр Рубанович, руководитель работы, комментирует: «Исследования будут продолжены и расширены в двух направлениях: будут изучены генотоксические эффекты наночастиц других металлов (золото, цинк), а для детального выявления генетических эффектов будут использованы новые молекулярные тесты».