Δύο ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες στις Ηνωμένες Πολιτείες παρουσίασαν καινοτόμα έξυπνα επιθέματα που φοριούνται στο δέρμα, ανοίγοντας νέους δρόμους στην πρόληψη δηλητηριάσεων και την άμεση αντιμετώπιση ιατρικών περιστατικών. Ερευνητές του πανεπιστημίου Virginia Tech ανέπτυξαν μια μικροσκοπική συσκευή που ανιχνεύει τη φεντανύλη στο σώμα και χορηγεί αυτόματα αντίδοτο, ενώ επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας δημιούργησαν ένα επίθεμα που προειδοποιεί τον χρήστη μέσω στοχευμένων δονήσεων για την παρουσία τοξικών ουσιών στο περιβάλλον. Οι τεχνολογίες αυτές υπόσχονται αυτόνομη προστασία σε πραγματικό χρόνο, καταργώντας την ανάγκη εξάρτησης από παρευρισκόμενους ή εξωτερικές ειδοποιήσεις.
- Το επίθεμα iNal του Virginia Tech διαθέτει 121 μικροβελόνες που απελευθερώνουν ναλοξόνη όταν ανιχνεύσουν υψηλές συγκεντρώσεις φεντανύλης.
- Η συσκευή του Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας ανιχνεύει βαρέα μέταλλα, τοξικά αέρια και μολυσμένα ποτά, ειδοποιώντας τον χρήστη με απτικές δονήσεις.
- Το επίθεμα περιβαλλοντικών κινδύνων επαναφορτίζεται μέσω ενσωματωμένων φωτοβολταϊκών κυττάρων και προσφέρει αυτονομία περίπου 24 ωρών.
Αυτόματη χορήγηση αντίδοτου χωρίς την ανάγκη παρευρισκόμενου
«Στις συνηθισμένες καταστάσεις υπερβολικής δόσης, χρειαζόμαστε κάποιον εκεί για να σε σώσει», υπογραμμίζει ο Wujin Sun, επίκουρος καθηγητής στο Virginia Tech και επικεφαλής της ανάπτυξης του επιθέματος iNal. «Σε αυτή την περίπτωση, δεν χρειαζόμαστε κάποιον παρευρισκόμενο, καθώς είμαστε προστατευμένοι ανά πάσα στιγμή».
Η τεχνολογία αυτή φιλοδοξεί να αλλάξει ριζικά την αντιμετώπιση της υπερβολικής δόσης οπιοειδών, επιτρέποντας τη σωτήρια παρέμβαση ακόμη και όταν το θύμα βρίσκεται εντελώς μόνο του.
Το επίθεμα iNal, με μέγεθος μικρότερο από ένα κέρμα, χρησιμοποιεί ένα πλέγμα 121 μικροσκοπικών βελονών που ανιχνεύουν τη φεντανύλη στο υγρό κάτω από το δέρμα. Στο εσωτερικό του βρίσκονται νανοσωματίδια γεμάτα με ναλοξόνη, τα οποία σφραγίζονται από μοριακές πύλες ευαίσθητες στη φεντανύλη. «Μία από τις μεγαλύτερες τεχνικές προκλήσεις ήταν να βρούμε τον σωστό συνδυασμό βιοϋλικών και τεχνολογίας μικροβελονών ώστε να επιτύχουμε αξιόπιστη αποδέσμευση φαρμάκου κατά παραγγελία», εξηγεί ο Penghui Zhao, πρώτος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Advanced Science.
Στις εργαστηριακές δοκιμές και σε μελέτες σε ζώα, το σύστημα αντέδρασε μέσα σε λίγα λεπτά, απελευθερώνοντας μεγαλύτερες ποσότητες ναλοξόνης όσο αυξανόταν η συγκέντρωση της φεντανύλης, ενώ διατήρησε τη δυνατότητα επαναλαμβανόμενης απόκρισης έως και για 24 ώρες. «Η πιο συναρπαστική στιγμή ήρθε από τις μελέτες σε ζώα», αναφέρει ο Zhao. «Το να βλέπουμε το επίθεμα να ανταποκρίνεται στην έκθεση στη φεντανύλη και να αναστρέφει αποτελεσματικά τις παρενέργειες μας έδειξε ότι η τεχνολογία μπορεί να λειτουργήσει πέρα από το εργαστήριο».
Απτική ειδοποίηση για τοξικές απειλές στο περιβάλλον
Παράλληλα, η ομάδα του Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας επικεντρώθηκε στην έγκαιρη προειδοποίηση για επικίνδυνες ουσίες, δημιουργώντας ένα επίθεμα σε μέγεθος επαγγελματικής κάρτας. «Θέλαμε να σμικρύνουμε τους αισθητήρες και να τους ενσωματώσουμε σε ένα φορετό επίθεμα για να εντοπίζουμε πιθανούς κινδύνους για τον χρήστη», δηλώνει ο Erim Uzunoğlu, υποψήφιος διδάκτορας και πρώτος συγγραφέας της σχετικής δημοσίευσης στο περιοδικό Device.
Η συσκευή μπορεί να εντοπίσει βαρέα μέταλλα στο νερό, επικίνδυνα αέρια, τοξικά αερολύματα ή νοθευμένα ποτά, ειδοποιώντας τον χρήστη απευθείας στο δέρμα. «Αν έρθετε σε επαφή με μια επικίνδυνη ουσία, πρέπει να το μάθετε όσο το δυνατόν γρηγορότερα», εξηγεί ο Uzunoğlu. «Αν η ειδοποίηση σταλεί στο τηλέφωνό σας, μπορεί να μην τη δείτε αμέσως. Έτσι, ενσωματώσαμε τεχνολογία απτικής ανάδρασης ώστε να δονείται μόλις ανιχνευθεί ο κίνδυνος».
Για να διασφαλιστεί ότι το σήμα θα γίνει αμέσως αντιληπτό, οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν τύπο ανάγλυφης γραφής κινδύνου. «Σχεδιάσαμε μικροσκοπικές επιφάνειες με υφή ανάμεσα στο μοτέρ και το δέρμα, σαν ένα μικρό μοτίβο από εξογκώματα», αναφέρει ο συνερευνητής Oluwatobi Ojuade. «Αλλάζοντας το μέγεθος και την απόσταση αυτών των εξογκωμάτων, μπορούσαμε να ρυθμίσουμε την αίσθηση ώστε να τραβάει την προσοχή, αντί για ένα αχνό βουητό που μπορεί να έχανε κανείς».
Προοπτικές παραγωγής και ευρεία κλιμάκωση
Το επίθεμα περιβαλλοντικών αισθητήρων διαθέτει δική του μπαταρία, μικροελεγκτή και φωτοβολταϊκά κύτταρα που αξιοποιούν το ηλιακό φως για επαναφόρτιση, εξασφαλίζοντας αυτονομία περίπου 24 ωρών — στοιχείο κρίσιμο για περιοχές καταστροφών ή απομονωμένες τοποθεσίες χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα. Μάλιστα, η τεχνολογία μπορεί να προσαρμοστεί και ως «ηλεκτρονικό δέρμα» σε ρομπότ για την εκτέλεση ελέγχων σε επικίνδυνα περιβάλλοντα.
«Το επίθεμα αποτελείται κυρίως από έτοιμα εξαρτήματα του εμπορίου, γεγονός που θα διευκολύνει την κλιμάκωση της τεχνολογίας στο μέλλον», σημειώνει ο αναπληρωτής καθηγητής Amay Bandodkar.
Από την πλευρά της, η καθηγήτρια Lilian Hsiao χαρακτήρισε το επίτευγμα ως μια σημαντική εξέλιξη στην ενσωμάτωση προηγμένων αισθητήρων σε συσκευές καθημερινής χρήσης. Την ίδια στιγμή, ο Wujin Sun από το Virginia Tech, έχοντας ήδη καταθέσει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, βλέπει ευρύτατο πεδίο εφαρμογών: «Πρόκειται για μια πολύ γενική πλατφόρμα που προσφέρει τεράστιες ευκαιρίες».
