Bioczujniki służą do wykrywania i pomiaru sygnałów powstających w organizmie. Badacze z Politechniki Warszawskiej postanowili opracować sensory, które nie tylko będą małe, ale również będą umożliwiały nieinwazyjne badanie. Badacze postanowili przy tym wykorzystać technologię elektroniki drukowanej. O badaniach poinformowali w przesłanym PAP komunikacie przedstawiciele biura prasowego PW.

Na PW powstał już prototyp czujnika do pomiaru pulsu. Jest on wydrukowany na papierze do tatuaży tymczasowych. W trakcie badania nakleja się go wraz z drugą warstwą (wykonaną z nanopłatków grafenowych) na skórę, najlepiej na nadgarstku i możliwe jest uzyskanie sygnału. Taka forma sprawia, że czujnik nie ogranicza użytkownika i nie przeszkadza mu w niczym. Czujnik opracowany był przez dr. inż. Daniela Janczyka, a udoskonalany jest przez Andrzeja Pepłowskiego. Obaj naukowcy należą do zespołu prof. Małgorzaty Jakubowskiej, który na Wydziale Mechatroniki PW zajmuje się elektroniką drukowaną.
 

Pomiar pulsu to nie wszystko. W przyszłości czujnikami można wykrywać również różne substancje chemiczne znajdujące się w ludzkim organizmie: elektrolity, cukier, mocznik czy hormony. Na razie urządzenia, które mogłyby wykonywać takie pomiary, nie były jeszcze sprawdzane na skórze. Testy odbywały się tylko w laboratorium. W opracowaniu takich czujników (ze względu na ich różne zasady działania) pomaga zespół prof. Elżbiety Malinowskiej z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej.

Andrzej Pepłowski wyjaśnia, jak przy pomocy tak małych urządzeń można sprawdzić poziom substancji chemicznych:
– To, co biologicznie dzieje się w organizmie, przekładamy na zjawisko fizyczne lub chemiczne, które jesteśmy w stanie mierzyć. Może to być sygnał elektryczny, zmiana koloru, odkształcenia… Metod jest tyle, ile zjawisk.

Czujniki, nad którymi pracuje naukowiec z PW, nie mają służyć do bardzo precyzyjnych laboratoryjnych pomiarów. Chodzi raczej o to, by dzięki nim monitorować, jak zachowuje się organizm w różnych sytuacjach (np. określić, kiedy człowiek jest mniej, a kiedy bardziej zestresowany).

Badania z użyciem czujników byłyby szybkie i nieinwazyjne. Można byłoby uniknąć nie tylko kłucia igłą, ale i dostarczania pobranej próbki do laboratorium, a potem czekania na wynik badania. Tu pomiar substancji chemicznych trwa 1–2 sekundy i od razu widać efekt.
– Niektórych chorób czy stanów fizjologicznych nie jesteśmy na razie w stanie monitorować w sposób ciągły – opowiada Pepłowski. – Do przeprowadzenia badania trzeba się czasem położyć do szpitala na dzień lub dwa, wieczorem albo rano jesteśmy nakłuwani czy podłączani do jakiegoś aparatu i następuje diagnostyka. Nie są to jednak normalne warunki, w których funkcjonuje człowiek. Dokonanie kilku pomiarów w ciągu doby, z wykorzystaniem opracowywanych czujników, pomoże lepiej obserwować zmiany w organizmie.

Żeby efekty badania można było zobaczyć, trzeba stworzyć stosowny sposób komunikacji z czujnikiem.
– Chcielibyśmy wykorzystać do tego smartfon – mówi Andrzej Pepłowski. – Czujnik ma być zbliżany do telefonu z zainstalowaną odpowiednią aplikacją, która poda informację o wyniku.

– Wykorzystujemy tu elektronikę drukowaną. Przy dużej skali koszt jednego czujnika może wynosić 2–3 centy. Nawet jeśli jest on jednorazowego użytku, to i tak jest na tyle tani, że jego wykorzystanie opłaca się i użytkownikowi, i producentowi - uważa Pepłowski.

Czujniki biomedyczne mają szansę stać się przyszłością diagnostyki.
– Mamy sygnały z branży medycznej, że to wartościowy kierunek działań – mówi Andrzej Pepłowski. – Myślę, że stworzenie takiego rozwiązania w krótkim czasie spotka się dużą akceptacją i zainteresowaniem tego środowiska.