Ученые научились «выращивать» электронные устройства на костях человека. Они помогут следить за состоянием здоровья

Команда исследователей из Аризонского университета разработала ультратонкое беспроводное устройство, которое можно «выращивать» на поверхности костей человека. Это поможет следить за состоянием костной ткани и здоровьем всего организма.

Ультратонкие и гибкие электронные устройства можно имплантировать в поврежденные кости, чтобы следить за их состоянием и подбирать оптимальные варианты лечения

Технология получила название osseosurface electronics, что дословно переводится как электроника на костной поверхности. Она представляет собой ультратонкое беспроводное устройство, которое помогает лечить заболевания костей и отслеживать общие физические показатели пациента. Исследование, посвященное изучению потенциала этого устройства, опубликовано в журнале Nature Communications.

Проблемные травмы костей, вызванные различными заболеваниями, например, остеопорозом, вынуждают пациентов проводить в больницах очень много времени. При этом больным могут назначать препараты для ускорения заживления костей или улучшения плотности костной ткани, но эти лекарства могут иметь побочные эффекты. Поэтому врачам необходимо более точно оценивать степень повреждения, чтобы подбирать дозировки.

В этой ситуации ученые из Аризонского университета (США) предложили новую технологию — электронику, которая может собирать информацию о состоянии костной ткани, а также об общем здоровье организма. Новшество заключается в том, что она встраивается непосредственно в поврежденную кость, а не «приклеивается» сверху. Верхние слои костной ткани обновляются точно так же, как и наружный слой кожи — эпидермис, поэтому если прикреплять устройство с помощью традиционного медицинского клея, то оно отвалится через несколько месяцев. Чтобы решить эту проблему, один из авторов исследования, профессор ортопедии и биомедицинской инженерии Джон Сивек предложил концепцию особого клея, который содержит частицы кальция с атомной структурой, подобной клеткам костной ткани.

По словам автором разработки, кость воспринимает этот клей как часть самой себя, за счет чего такие электронные устройства могут как бы врастать в костную ткань и сохраняться в ней в течение длительного времени. Поэтому ученые могут следить за состоянием костей и не менять устройство раз в несколько месяцев.

«Возможность следить за здоровьем опорно-двигательного аппарата очень важна, — поделились авторы работы. — С помощью этого интерфейса у нас, по сути, есть компьютер на кости. Эта технологическая платформа позволяет нам создавать исследовательские инструменты для ученых, чтобы выяснить, как работает опорно-двигательный аппарат, и использовать собранную информацию для улучшения восстановления и терапии».