Специалисты Сеульского национального университета (Южная Корея) вместе с коллегами из Техасского университета в Остине (США) создали «умный» пластырь — устройство, которое отслеживает состояние организма и в соответствии с меняющимися параметрами выделяет лекарство. При этом, несмотря на обилие микроэлектроники, приспособление остаётся гибким и эластичным, а внешне оно мало чем отличается от обычного лейкопластыря.


«Умный» пластырь имеет всего 4 см в длину, 2 см в ширину и 0,003 мм в толщину. Понятно, что эти 0,003 мм, образно говоря, набиты нанотехнологиями: исследователи использовали силиконовые наномембраны, чтобы создать сенсоры движения и температуры, золотые наночастицы — для хранения информации, силиконовые — лекарств. Налепленный на кожу «умный» пластырь следит за мышечной активностью и записывает информацию о ней. Если мышцы начинают вести себя не так, как надо (а чтобы это понять, нужно сравнить новые данные с хранящимися в памяти), пластырь освобождает заключённое в наночастицах лекарство.

Для этого устройство нагревает само себя, и специальные термодатчики следят за тем, чтобы этот нагрев не обжёг кожу.

Разработку могут использовать больные, у которых расстройства движения — один из главных симптомов. Например, это может быть эпилепсия или синдром Паркинсона: в обоих случаях ухудшение состояния может запускать оперативный выброс лекарства из хранилища в пластыре. Собственно говоря, это не первая попытка создания максимально компактного устройства, которое само следило бы за состоянием человека и само лечило бы его. Вот один из примеров похожей диагностической системы — эпидермальное микроэлектронное приспособление, созданное несколько лет назад в Иллинойсском университете в Урбане и Шампейне (США). А в прошлом году специалисты из Массачусетского технологического института (США) представили своеобразную тату-вакцину, которая рассасывается в коже довольно долго и успевает научить иммунитет тому, с каким вирусом нужно бороться.

Однако соединить лечебную и диагностическую функции никому до сих пор не удавалось. И именно эту задачу решили южнокорейские исследователи: их пластырь работает как наноэлектронный робот, который сам определяет, когда пора вводить лекарство. Благодаря его гибкости и эластичности им можно пользоваться без опаски, не боясь повредить хрупкую электронику. В перспективе можно было бы подумать и о других устройствах такого рода — к примеру, таких, которые следили бы за уровнем сахара в крови диабетиков и могли бы снабжать их организм инсулином.

Впрочем, с «умным» пластырем есть пока одна большая проблема. Речь о его питании и системе преобразования данных с языка физиологических параметров на язык микроэлектроники. Хотя и элементы питания, и преобразователи данных сейчас стремительно компактизуются, до масштабов и эластичности вышеописанного пластыря им пока ещё далеко. Когда эта проблема будет решена, пластырь перестанет быть лишь прототипом и сможет выйти в широкую клиническую практику.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Подготовлено по материалам Nature News. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.