Биоелектронска тетоважа ( позната и као електронска тетоважа, е-тетоважа или паметна тетоважа) је веома танка и флексибилна електронска направа која се лепи на кожу попут привремене тетоваже. Представља иновативну форму носиве технологије (енгл. wearable technology). За разлику од класичних тетоважа које трајно уносе мастило под кожу, биоелектронске тетоваже су ултра танки, флексибилни електронски уређаји који се лепе директно на површину коже попут привремених сличица за децу.

Ова технологија представља спој електронике, медицине и биологије и сматра се једним од занимљивијих достигнућа модерне науке. Иако су још у фази развоја, имају велики потенцијал да олакшају праћење здравља и унапреде комуникацију између човека и технологије. У будућности би могле постати део свакодневног живота, посебно у медицини и спорту.

Историјат и развој Први медицински сензори за кожу појавили су се од 1960-1980 године , били су гломазни и корстили су гел електроде за ЕКГ И ЕЕГ. Напредак се десио 1990-те када су развијени флексибилни проводни материјали и танке полимерне фолије, што је отворило могућност за носиву електронику.

Концепт данашњих електронских тетоважа развијен је почетком 2010-их година. Пионир у овој области је професор Џон Роџерс (John Rogers) са Универзитета у Илиноису, који је 2011. године представио пројекат под називом "Епидермални електронски систем" (енгл. Epidermal Electronic System - EES).

Роџерсов тим је успео да направи електрична кола која су толико танка и еластична да се савијају, растежу и гужвају заједно са људском кожом, а да притом не губе функционалност.

После 2020-те биоелектронске тетоваже постају напредније захваљујући бежичном преносу података , нано-материјалима и графену, АИ анализи сигнала и сензорима за зној, глукозу и хидратацију.

Начин настајања Биоелектронска тетоважа се састоји од веома танких електронских кола и сензора који су направљени од савитљивих материјала. Када се залепи на кожу, уређај прати електричне сигнале које тело природно производи.

На пример: срце производи електричне импулсе током рада, мозак ствара мождане таласе, мишићи шаљу електричне сигнале при покрету.

Сензори прикупљају те податке и шаљу их рачунару, телефону или медицинском уређају на анализу. Неке тетоваже користе и бежичну технологију попут Bluetooth-а.

Кључне компоненте:

Флексибилна подлога: Најчешће се, уместо јаких лепкова, користи силикон или посебни биокомпатибилни полимери који савршено прињају уз кожу помоћу Ван дер Валсових сила (привлачне силе између молекула), Проводљиви материјали: Уместо крутих жица, користе се течни метали, проводљиви полимери или графен – угљенични материал, еастичан добар електрични проводник , дебљине само једног атома, Змијолики (серпентински) дизајн: Проводници се штампају у облику ситних таласа или змијоликих линија које се као "опруге" исправе кад се кожа растегне, чиме се спречава пуцање струјног кола.

Примена Биоелектронске тетоваже имају велику примену у медицини, спорту и технологији.

Медицина Лекари их користе за праћење рада срца, за контролу пацијената након операција, као и хроничних пацијената (епилепсија, дијабетес, срчане болести …), за мерење нивоа стреса и умора, хидратације, електролита, праћење мождане активности, праћење телесне температуре, дисања , за праћење нивоа шећера у крви и нивоа лактата,управљње протезама или рехабилитација након повреда.

Пошто су удобније од класичних електрода, пацијенти могу да их носе дуже време без непријатности.

Неке напредне варијанте садрже микроскопске резервоаре са лековима. Када сензори у тетоважи региструју промену (нпр. скок телесне температуре), систем може аутоматски да загреје мали сегмент тетоваже и кроз поре на кожи ослободи тачну дозу лека (нпр. антипиретика).

Спорт Спортисти користе биоелектронске тетоваже за праћење рада мишића, анализу покрета и контролу физичког напора током тренинга.

Војна и свемирска технологија Користи се за надзор физичког стања војника и астронаута у захтевним условима.

Предности и мане Предности се огледају у удобности тетоважа за ношење јер су веома лагане и танке, способности да константно прате стање организма, не ограничавају покрете тела и неинвазивне су.

Мане ових тетоважа су то да су скупе за ширу употребу, неке имају кратак век трајања и уз то није решен проблем напајања и проблем подложности оштећењима, њихова биоразградивост је упитна и стога се поставља питање електронског отпада и постоји забринутост због приватности података које прикупљају.

Занимљивости Неке биоелектронске тетоваже тање су од људске длаке и готово се не осећају на кожи. Научници раде на тетоважама које могу да мењају боју када открију здравствени проблем. Постоје прототипи који се напајају енергијом људског тела, па им батерија скоро није потребна. Истраживачи верују да би у будућности ове тетоваже могле да замене део класичних медицинских прегледа. Поједини модели могу да се растегну заједно са кожом без пуцања. НАСА и друге свемирске организације истражују њихову употребу за праћење здравља астронаута. Поставља се питање приватности података ако уређај шаље здравствене информације апликацијама или cloud сервисима.

Најзначајније компаније и истраживачки лидери Компаније које се данас најчешће повезују са развојем и комерцијализацијом биоелектронских тетоважа (electronic tattoos / epidermal electronics) су:

MC10: један од пионира у области “electronic skin” и биоелектронских тетоважа. Познати су по платформи BioStamp — флексибилним сензорима који се понашају као друга кожа и користе се за медицински мониторинг и спортску аналитику. Epicore Biosystems: фокусирани на “smart skin” биосензоре и епидермалне уређаје за праћење зноја, хидратације и биомаркера у реалном времену. Њихова технологија је веома блиска концепту биоелектронских тетоважа. VivaLNK: развијају медицинске wearable patch системе и танке сензорске налепнице за континуирани мониторинг виталних функција. Често се наводе међу лидерима digital tattoo / skin patch тржишта. Gentag: специјализовани за бежичне епидермалне сензоре, RFID skin-patch технологије и медицинске “tattoo” сензоре за континуирано очитавање података са коже. Delsys: лидер у ЕМГ и биоелектричним сензорима који се користе у неуротехнологији, рехабилитацији и motion-capture системима. Њихови ултра-лагани skin сензори често се убрајају у ширу категорију биоелектронских тетоважа. Истраживачки лидери који нису класичне компаније, али практично дефинишу ову област: Џон Роџерс са Северозападног Универзитета Deji Akinwande са Универзитета у Тексасу

Њихове лабораторије стоје иза великог дела модерних epidermal electronics и graphene e-tattoo технологија.

Референце

Спољашње везе

Science Journal National Institutes of Health (NIH) / PubMed Central АCS Nano Epicore Biosystems IEEE Xplore Digital Library BioStamp (MedTech Innovation) VivaLNK Категорија:Биотехнологија