Sensor Ultra-tipis untuk Uji Peradangan

Para peneliti berhasil mengembangkan sensor ultraflexible real-time yang membuat pengujian terhadap peradangan dan penyembuhkan 30 kali lebih cepat.

Peneliti global telah mengembangkan sensor yang bermanfaat untuk dunia medis. Sensor ini memiliki sejumlah keunggulan, mulai dari bahan yang lentur dan mudah di regangkan, film yang tipis juga biasanya memiliki kemampuan yang lebih kuat untuk ditekuk.

Selain mudah untuk ditekuk, perangkat yang lebih tipis atau lebih kecil ini juga menawarkan respons yang lebih cepat. Sensor ini sangat penting untuk aplikasi sensor, terutama jika informasi diperlukan secara langsung.

Sensor menggunakan teknologi ultra-fleksibel. Sensor ini merupakan area penelitian yang sangat populer dan aplikasinya mencakup perangkat elektronik, penginderaan cerdas, dan lain sebagainya.

Tim riset University of Hong Kong yang dipimpin oleh Dr. Paddy Chan Kwok-leung dari Departemen Teknik Mesin dan rekannya bekerjasama untuk mengembangkan sensor C-reaktif protein (CRP) yang diintegrasikan ke kateter medis untuk penginderaan CRP secara langsung.

Beberapa ilmuwan yang terlibat di antaranya Profesor Gilberto Leung Ka-kit, Dr. Anderson Tsang Chun, Profesor Xu Aimin dari Departemen Farmakologi dan Farmasi.

Sensor organik ini memiliki ketebalan total kurang dari satu mikrometer (~ 1/50 dari rambut manusia Asia) sehingga secara signifikan menghemat waktu untuk pengambilan sampel dan data dari hitungan jam menjadi hitungan menit atau bahkan kurang. Dengan kata lain, pengujian dan penyembuhan peradangan dapat dipercepat hingga 30 kali.

Pembacaan sinyal secara real-time juga memiliki potensi besar yang memungkinkan dokter untuk mengambil tindakan yang diperlukan sesegera mungkin.

Perangkat elektronik organik yang fleksibel secara mekanis yang dikembangkan oleh tim Dr Chan, adalah untuk mengukur informasi biologis secara real-time. Alat ini dapat merasakan tingkat CRP hingga 1ug / mL, dan karenanya lebih memadai untuk mengetahui kondisi menyimpang pada kesehatan pasien. Temuan penelitian ini diterbitkan baru-baru ini di jurnal Advanced Science.

Tingkat CRP dalam darah merupakan indikator penting yang mencerminkan tingkat peradangan pasien. Pengujian CRP saat ini dengan analisis darah yang tidak dapat memberikan informasi real-time dari pasien.

Untuk terus memantau beberapa protein atau tingkat biomarker dalam tubuh manusia, pendekatan umum adalah melakukan analisis darah secara teratur setiap periode waktu tertentu.

Sayangnya tes tersebut memerlukan waktu beberapa jam atau lebih untuk menyelesaikan satu tes dan tidak ada informasi waktu nyata yang dapat diberikan. Perangkat organik saat ini dikembangkan oleh tim Dr Chan dapat mengukur informasi biologis secara real-time dengan volume sampel yang sangat sedikit.

Di masa lalu, untuk mengembangkan perangkat ultra tipis dengan ketebalan hingga kurang dari 1mm (~ 1/50 dari rambut manusia Asia) yang memungkinkan berbagai aplikasi, fleksibel, fabrikasi sangat menantang.

Perangkat ultrathin ini bisanya mudah untuk pecah dan rusak selama proses pengendapan dan transfer. Pengendapan lapisan enkapsulasi untuk melindungi perangkat di bawah kondisi operasi ekstrim seperti suhu tinggi, kelembaban, dan lain-lain merupakan rintangan lain.

Sensor CRP yang dikembangkan oleh tim peneliti HKU hanyalah satu contoh untuk menunjukkan konsep perangkat ultra tipis. Sensor lain seperti neurotransmiter, dan sensor bakteri juga dapat digunakan.

Selain sensitivitas tinggi dan waktu respons yang cepat, pencapaian besar lain dari perangkat sensor ultra-tipis dan ultra-fleksibel ini adalah kompatibilitasnya dengan proses sterilisasi standar yang diadaptasi di rumah sakit.

Tim Dr. Chan telah mengembangkan lapisan enkapsulasi CTYOP yang memungkinkan perangkat untuk menahan tekanan tinggi, suhu dan kelembaban lingkungan. Dengan menggunakan kapsul CYTOP dengan hanya 250 nm, perangkat ini dapat menahan air mendidih atau uap panas selama lebih dari 30 menit tanpa menunjukkan penurunan kinerja.

Kompatibilitas sterilisasi ini menjadikan perangkat ini sebagai alat yang tepat. Alat ini cocok untuk digunakan bersama dengan instrumen bedah di ruang operasi yang membutuhkan lingkungan aseptik.

Untuk mentransfer sensor ke perangkat medis yang berbeda, seorang mahasiswa PhD dari tim Dr Chan, Mr Ji Xudong, mengadaptasi substrat plastik substrat hidrofilik-hidrofobik yang dapat dengan mudah terlepas begitu berinteraksi dengan air.

Sifat mengambang seperti itu membuat mentransfer sensor ke substrat atau objek yang berbeda jauh lebih sederhana dan yang lebih penting, perangkat tidak menunjukkan penurunan kinerja setelah mentransfer di antara subyek yang berbeda.

Di masa depan, Dr. Chan dan timnya akan semakin meningkatkan kekuatan penginderaan perangkat dengan mengintegrasikan neurotransmitter dan sensor tekanan ke kateter. Tim ini juga akan mengembangkan platform sensor untuk uji klinis pada hewan.

Selain sensor CRP untuk darah, tim juga mengembangkan sensornya untuk mengukur penanda bio lainnya terutama neurotransmitter atau informasi lain dari cairan serebrospinal yang dapat memberikan informasi waktu nyata yang berharga dari pasien yang menderita cedera kepala atau stroke.nik/berbagai sumber/E-6.