Thiết kế cảm biến siêu âm metagel dạng tiêm và phân hủy sinh học.

Trong nghiên cứu của họ được công bố trên Tạp chí Nature, nhóm đã phát triển một loại hydrogel thông minh có thể được tiêm vào dịch nội sọ bên trong hộp sọ như một phương tiện đo lường sự thay đổi về nhiệt độ, độ pH hoặc áp suất. Jules Magda, thuộc Đại học Utah, đã xuất bản một bài Tin tức & Quan điểm trên cùng số báo nêu tóm tắt công việc mà nhóm đã thực hiện.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng trở ngại cho sự phát triển của việc cấy ghép cảm biến là sự tích tụ của lớp vỏ xơ xung quanh cảm biến, khiến nó không thể giao tiếp. Nghiên cứu trước đây cũng chỉ ra rằng sự tích tụ của vỏ là do phản ứng của hệ thống miễn dịch với vật cứng lạ bên trong cơ thể. Trong nghiên cứu mới này, nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách khắc phục vấn đề này bằng cách phát triển một cảm biến mềm.

Cảm biến bao gồm một hydrogel được ép thành hình khối 2x2 mm. Bên trong khối có nhiều cột được làm bằng hydrogel khác nhau xếp chồng lên nhau. Các cột được thiết kế để co lại hoặc phồng lên tùy thuộc vào điều kiện của chất lỏng mà chúng được ngâm trong đó. Các khối được thiết kế để hòa tan sau một vài tuần.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm cảm biến của họ bằng cách tiêm một số cảm biến vào dịch nội sọ của chuột và lợn thử nghiệm. Sau đó, các con vật được theo dõi bằng thiết bị siêu âm tiêu chuẩn, cùng loại được sử dụng để tạo ra hình ảnh siêu âm của trẻ sơ sinh vẫn còn trong bụng mẹ. Trong trường hợp này, những thay đổi trong tín hiệu siêu âm phản ánh từ các cột hydrogel bên trong các khối, ngay bên trong hộp sọ, có thể được sử dụng để tính toán những thay đổi về nhiệt độ, áp suất và độ pH của chất lỏng.

Trong quá trình thử nghiệm, cảm biến hoạt động như mong muốn trong khoảng năm tuần trước khi nó tan biến. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng việc tiêm cảm biến không cần phẫu thuật dường như không có bất kỳ tác động tiêu cực nào đến động vật thử nghiệm.