Πρωτοποριακή Φορετή Συσκευή για τη Μέτρηση της «Αναπνοής» του Δέρματος

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Northwestern έχουν αναπτύξει μια καινοτόμο φορετή συσκευή, η οποία μετρά την «αναπνοή» του δέρματος. Αυτή η πρωτοποριακή τεχνολογία ανιχνεύει μόρια που εκπέμπονται από την επιδερμίδα, προσδιορίζοντας νέες δυνατότητες στην παρακολούθηση της επούλωσης τραυμάτων, της ενυδάτωσης του οργανισμού, καθώς και της έγκαιρης διάγνωσης βακτηριακών λοιμώξεων.

Στη μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, οι ερευνητές παρουσίασαν το σύστημα που ονομάζεται αισθητήρας επιδερμικής ροής (EFS). Η λειτουργία του βασίζεται στη δημιουργία ενός μικρού θαλάμου πάνω από την επιφάνεια του δέρματος. Στο εσωτερικό αυτού του θαλάμου, αισθητήρες παρακολουθούν υδρατμούς, πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) και διοξείδιο του άνθρακα, που είτε εξέρχονται είτε εισέρχονται στο σώμα μέσω του δέρματος.

Ένα από τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας αυτής είναι ότι οι αισθητήρες δεν απαιτείται να έρχονται σε άμεση επαφή με τραύματα ή πληγές, κάτι που την καθιστά κατάλληλη για την παρακολούθηση της διαδικασίας επούλωσης χωρίς να διαταράσσουν αυτή τη διαδικασία. Η συσκευή διαθέτει έναν μηχανισμό με προγραμματιζόμενη βαλβίδα, η οποία ελέγχει τη ροή του αέρα μέσα στον θάλαμο. Όταν ο θάλαμος είναι κλειστός, συγκρατεί τις ουσίες που εκπέμπει το δέρμα, επιτρέποντας στους αισθητήρες να παρακολουθούν τις αλλαγές στη συγκέντρωσή τους με την πάροδο του χρόνου και να υπολογίζουν πόσο γρήγορα τα μόρια εισέρχονται ή εξέρχονται από το σώμα.

Σε ένα πείραμα, οι ερευνητές τοποθέτησαν αισθητήρες EFS σε έξι διαφορετικά σημεία του σώματος ταυτόχρονα, για να παρακολουθήσουν την ολική απώλεια υγρών από το σώμα. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα σημαντική για τη διαχείριση της ενυδάτωσης σε πρόωρα βρέφη, όπου η σωστή υδάτωση είναι καθοριστική.

Η ομάδα πραγματοποίησε δοκιμές της συσκευής σε ποντίκια με φυσιολογική και διαβητική κατάσταση που είχαν τραύματα στο δέρμα. Στα φυσιολογικά ποντίκια, η επούλωση και η αποκατάσταση του δερματικού φραγμού συνδύαζαν ομαλά. Αντίθετα, στα διαβητικά ποντίκια, αν και η πληγή φαινόταν να είχε επουλωθεί, ο αισθητήρας εντόπισε ότι η λειτουργία του φραγμού δεν είχε αποκατασταθεί για εβδομάδες — μια σημαντική πληροφορία για την αντιμετώπιση των διαβητικών ελκών.

Επίσης, η ομάδα εξέτασε την ικανότητα της συσκευής να ανιχνεύει την ανάπτυξη βακτηρίων σε πληγές. Μετά την εισαγωγή βακτηρίων E. coli σε πληγές δέρματος χοίρων, ο αισθητήρας εντόπισε έναν χαρακτηριστικό ρυθμό αύξησης στις εκπομπές πτητικών οργανικών ενώσεων (VOCs), ο οποίος ταυτίστηκε με την ανάπτυξη των βακτηρίων. Αυτή η τεχνολογία αποδείχθηκε αποδοτική ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για λοιμώξεις στις πληγές.

Η νέα αυτή τεχνολογία αντιπροσωπεύει μια εντελώς νέα προσέγγιση στην παρακολούθηση των αλληλεπιδράσεων του σώματος με το περιβάλλον. Αξιοποιώντας τις μετρήσεις των ουσιών που εισέρχονται και εξέρχονται μέσω του δέρματος, αυτή η πλατφόρμα ανίχνευσης χωρίς επαφή ανοίγει νέες δυνατότητες για την εξατομικευμένη υγειονομική περίθαλψη, τη διαχείριση των τραυμάτων και την παρακολούθηση της περιβαλλοντικής ασφάλειας.