अस्पतालों में रोगियों, बुजुर्ग लोगों और हृदय की समस्याओं वाले लोगों को जल्द ही हृदय गति पर नज़र रखने या नाड़ी ऑक्सीमीटर के बजाय अस्थायी टैटू पहनने पड़ सकते हैं। प्रोफेसर नान्शु लू और ऑस्टिन के कॉकरेल स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में टेक्सास विश्वविद्यालय में एक टीम ने सस्ते, पहनने योग्य बायोसेंसर को जल्दी से प्रिंट करने का एक तरीका निकाला है।
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जब शोधकर्ता टैटू जैसी बुनाई के निर्माण को देख रहे थे, उन्हें पता था कि बाजार में बहुत सारे स्मार्ट, छोटे, सेंसर थे। समस्या प्रौद्योगिकी के साथ नहीं थी, लू कहते हैं, यह विनिर्माण प्रक्रिया के साथ था, जो लंबे, थकाऊ और महंगी थी। इससे अस्थायी रूप से स्वास्थ्य परिणामों की निगरानी के लिए डिस्पोजेबल सेंसर विकसित करना लगभग असंभव हो गया।
"परम, अगर आप टैटू जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में सोचते हैं, तो कोई भी उन्हें फिर से उपयोग नहीं करना चाहता है - यहां तक कि खुद पर भी नहीं - इसलिए डिस्पोजेबल प्रकृति की कुंजी है, " लू कहते हैं।
इससे पहले, इसी तरह के सेंसर को मैकेनिकल घटक, एक धातु सर्किट, और फिर इसे एक स्टैपी चिपकने के साथ एकीकृत करके इंजीनियरिंग द्वारा बनाया गया था। यह प्रक्रिया महंगी और समय लेने वाली थी।
शोधकर्ताओं ने भंगुर इलेक्ट्रॉनिक्स को लचीला और चिपचिपा बनाने के लिए वैकल्पिक तरीकों को देखा। 3 डी प्रिंटिंग के सिद्धांतों का उपयोग करते हुए, उन्होंने एक मोल्ड में इलेक्ट्रॉनिक्स बनाने के बजाय धातु की शीट पर पैटर्न को बाहर निकालने के लिए एक यांत्रिक कटर का उपयोग करने का एक तरीका निकाला।
लू ने कहा, '' हमने पॉलिमर शीट पर जमा धातु की चादरों को देखना शुरू कर दिया, जैसे कि अल्युमिनियम फॉयल को दो तरफा टेप पर टुकड़े टुकड़े कर दिया जाता है। '' उन्होंने सस्ते, लचीली धातु को आश्चर्यजनक रूप से आसानी से पाया - एक हार्डवेयर स्टोर के घरेलू सुधार गलियारे में। निर्माण में ऊष्मा परावर्तन के रूप में स्वर्ण-लेपित पॉलिमर जैसी चीजों का उपयोग किया जाता है।
"हमने एक प्रक्रिया का आविष्कार किया जो उन चादरों पर कटिंग पैटर्न बना सकती है, फिर अनावश्यक भागों को हटा सकती है, " वह कहती हैं। "बचे हुए भाग को मेडिकल टेप या टैटू चिपकने पर मुद्रित किया जाता है।"
मुद्रण में लगभग 20 मिनट लगते हैं, और लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के निर्माण के पिछले तरीकों के विपरीत, यह एक न्यूनतम अपशिष्ट बनाता है और इसके लिए एक विशेष लैब की आवश्यकता नहीं होती है। लू का कहना है कि वह लगभग $ 1 प्रति पैच तक लागत प्राप्त करना चाहती है।
टीम का लक्ष्य एक क्रेडिट-कार्ड के आकार के पैच पर कई सेंसर और एंटीना को एकीकृत करना है, जो लगभग एक सप्ताह तक महत्वपूर्ण संकेतों की निगरानी कर सकता है और उन्हें डॉक्टरों और मरीजों के कंप्यूटर, टैबलेट और स्मार्टफ़ोन पर वायरलेस रूप से संचार कर सकता है। शरीर पर पैच कहाँ रखा गया है, इसके आधार पर, यह एक इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) की तरह कार्य कर सकता है, जो हृदय की गतिविधि को मापता है, या एक इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी), जो मस्तिष्क के कार्य को देखता है। पैच गर्भवती महिलाओं से लेकर एथलीटों तक, कई प्रकार के रोगियों के लिए त्वचा के जलयोजन, श्वसन दर और नेत्र गतिविधि को माप सकते हैं और अंततः रक्तचाप और ऑक्सीजन संतृप्ति को ट्रैक कर सकते हैं।
पहनने योग्य बनाने के लिए बड़े पैमाने पर चुनौतियों में से एक ब्लूटूथ या एक निकट क्षेत्र संचार (एनएफसी) चिप के माध्यम से इसे वायरलेस बना रहा है। चिप निर्माताओं ने अभी तक छोटे चिप्स बनाने के लिए प्रतिबद्ध नहीं किया है, इसलिए लू और उनकी टीम दो वर्ग मिलीमीटर के उपायों को विकसित करने पर काम कर रही है। उन्होंने कहा, अगर लोग सिक्के के आकार के वायरलेस डिवाइस को पैच का हिस्सा होने के साथ सहज हैं, तो डिवाइस जल्द ही तैयार हो सकता है।
"सबसे अच्छा हिस्सा यह है कि यह वास्तव में एक मंच प्रौद्योगिकी है, " लू कहते हैं। "आप खाल या सेंसर या एंटीना के फ्रंटियर्स को धक्का दे सकते हैं। आप इस प्लेटफॉर्म से जुड़ सकते हैं। ”
