PDF Basket
By móc zapewnić opiekę zdrowotną rosnącej i starzejącej się populacji, należy wdrożyć inteligentne, skuteczne oraz przystępne cenowo rozwiązania. Jednym z nich jest zastosowanie małych, wszczepianych wyrobów automatycznie i zdalnie monitorujących stan pacjenta.
Wyroby tego typu są już dostępne – za przykład mogą posłużyć aparaty do ciągłego monitorowania glikemii noszone przez chorych na cukrzycę. Odnotowano także znaczne postępy w pracach nad tworzeniem kolejnych wyrobów biomedycznych, które po wszczepieniu do organizmu stale mierzyłyby rytm serca pacjenta lub uwalniałyby leki bezpośrednio do krwiobiegu.
Zła wiadomość jest taka, że brakuje bezpiecznych, biokompatybilnych materiałów, które można by wykorzystać przy ich produkcji. „Opracowywanych jest wiele miniaturowych wyrobów medycznych, ale wiele z nich zawiera związki ołowiu, które nie są biokompatybilne, a tym samym są szkodliwe dla ludzi”, mówi Nini Pryds, profesor Duńskiego Uniwersytetu Technicznego.
Dzięki wsparciu finansowanego ze środków UE projektu BioWings Pryds prowadzi prace nad opracowaniem inteligentnych, bezpiecznych i biokompatybilnych materiałów do zastosowania w mikroukładach elektromechanicznych (ang. micro-electro-mechanical systems, MEMS) nowej generacji, które zawierają zarówno części elektroniczne, jak i ruchome.
„Miniaturowe rozwiązania to przyszłość medycyny, a nasze materiały przybliżają nas do niej, umożliwiając rozwój nietoksycznych, miniaturowych wyrobów medycznych, które można bezpiecznie wszczepić do ludzkiego ciała”, dodaje Pryds.
Przełomowe zastosowania nowych materiałów
Celem projektu było opracowanie niezawierających ołowiu i szkodliwych związków chemicznych, biokompatybilnych materiałów o podobnych właściwościach do materiałów piezoelektrycznych, które obecnie stanowią złoty standard w MEMS.
Dlatego naukowcy skupili swoją uwagę na materiałach zawierających tlenek ceru, które są nietoksyczne i przyjazne dla środowiska, a także mogą być stosowane w urządzeniach niskoenergetycznych – posiadają więc wszystkie cechy potencjalnie umożliwiające ich zastosowanie we wszczepialnych wyrobach medycznych.
„Zastosowanie tlenku ceru w mikroukładach elektromechanicznych byłoby rewolucją w medycynie i wpłynęłoby na zmianę paradygmatu w podejściu do stosowania nowych materiałów, wyznaczając początek nowej ery innowacji medycznych”, mówi uczony.
Innowacyjne materiały i wyroby
Zespół projektu BioWings koncentruje się na zrozumieniu właściwości i zachowania materiałów na bazie tlenku ceru oraz ich potencjalnym wykorzystaniu w szeregu rozwiązań MEMS.
„Dokonaliśmy kilku przełomowych odkryć, które będą miały bezpośredni wpływ na rozwój przemysłowych materiałów na bazie tlenku ceru mających potencjalne zastosowanie w wyrobach biomedycznych”, dodaje Pryds.
Do przełomowych odkryć można zaliczyć opracowanie technologii produkcji cienkich warstw porównywalnych z najlepszymi ich odpowiednikami zawierającymi związki ołowiu oraz stworzenie nowego, cienkowarstwowego wyrobu, dzięki któremu można określić liczbę czerwonych krwinek pacjenta. Co więcej, naukowcy wykazali doskonałą wydajność kilku różnych materiałów na bazie tlenku ceru.
W ramach projektu opatentowano dwa rozwiązania, a jego wyniki zostały zaprezentowane na wielu międzynarodowych konferencjach i w różnych publikacjach. Doprowadziło to do uruchomienia dwóch projektów typu spin-off – Prisma i AcouSome, w ramach których dalej będą rozwijane nietoksyczne, miniaturowe wyroby nowej generacji.