Znajdź zawartość

Na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego (UCSD) powstał specjalny plaster, który w czasie rzeczywistym monitoruje przepływ krwi w głęboko położonych tkankach. Posłuży on do wczesnego wykrywania problemów z układem krążenia. Podobne plastry są wykorzystywane do monitorowania parametrów skóry czy struktur położonych tuż pod nią. Tymczasem urządzenie z UCSD jest w stanie odbierać sygnały z mikrometrowej wielkości struktur położonych nawet 14 centymetrów pod skórą. Takie urządzenie może dostarczyć bardziej spójnego, dokładnego obrazu tego, co dzieje się w głęboko położonych tkankach i organach takich jak serce czy mózg, mówi główny autor badań profesor nanoinżynierii Sheng Xu. Plaster składa się z macierzy 144 milimetrowej wielkości przetworników ultradźwiękowych umieszczonych na cienkim polimerowym podłożu. Ułożono je w macierz o wymiarach 12x12. Ich sygnał może penetrować tkanki na głębokość do 14 centymetrów. Stało się to możliwe dzięki temu, że każdy z przetworników można kontrolować indywidualnie. Mogą one działać albo w synchronicznie, emitując skupioną wiązkę ultradźwięków o wysokiej intensywności, albo też asynchronicznie, gdy każdy z przetworników bada interesującą nas strukturę pod nieco innym kątem. O ile konwencjonalne urządzenia tego typu trzeba przesuwać, by uzyskać inny kąt, w przypadku urządzenia z San Diego nie ma takiej potrzeby. Pracuje ono w zakresie od -20 do 20 stopni. Dzięki temu można monitorować znacznie większy obszar niż ten znajdujący się bezpośrednio pod plastrem. Możemy manipulować wiązką ultradźwięków. To daje nam wiele możliwości, możemy monitorować różne organy czy przepływ krwi w dużej rozdzielczości. Nie byłoby to możliwe za pomocą pojedynczego przetwornika, mówi doktorantka Muyang Lin. Plaster można nosić przez dłuższy czas. Dzięki temu może on dostarczyć cennych danych, w tym informacji o nieodpowiednim funkcjonowaniu zastawek, złej cyrkulacji krwi czy skrzeplinach. W prototypowym urządzeniu dane odczytywano podłączając doń przekaźnik. Teraz, gdy okazało się, że plaster działa jak należy, jego twórcy pracują nad zaimplementowaniem na nim modułu bezprzewodowego przesyłania danych. « powrót do artykułu

Naukowcy z Electro-Optics Center (EOC) Material Division na Pennsylvania State University stworzyli 100-milimetrowy plaster grafenowy. To niezwykle ważny krok w kierunku wykorzystania grafenu do budowy urządzeń elektronicznych. Grafen to dwuwymiarowa forma grafitu, w której elektrony poruszają się znacznie szybciej niż w krzemie. Ocenia się, że dzięki zastąpieniu krzemu grafenem uda się stworzyć procesory, które będą od 100 do 1000 razy bardziej wydajne, od obecnie wykorzystywanych. David Snyder i Randy Cavalero z EOC wykorzystali proces znany jako sublimacja krzemowa. Podgrzewali oni plastry z węglika krzemu tak długo, aż krzem przemieścił się z jego powierzchni i pozostała na niej warstwa grafenu o grubości 1-2 atomów. Dotychczas udawało się to uzyskać na 50-miliometrowym plastrze. Teraz przeprowadzono eksperyment z plastrem o średnicy 100 milimetrów. To największe dostępne na rynku plastry krzemowe. Jak poinformował Joshua Robinson, naukowcy z Penn State umieszczają teraz na plastrze tranzystory i wkrótce rozpoczną testy wydajności. Ich celem jest zbliżenie się do maksymalnej teoretycznej wydajności grafenu wykonanego z węgliku krzemu. Elektrony powinny poruszać się w nim około 100-krotnie szybciej niż w krzemie. To jednak wymaga bardzo czystego materiału, przed uczonymi zatem sporo pracy. Z kolei inna grupa specjalistół już zaczęła prace nad urządzeniami i technologiami, które pozwolą produkować grafenowe plastry z 200-milimetrowych plastrów krzemowych.

By sprawdzić, czy rana nie uległa zakażeniu, trzeba zdejmować opatrunek. Dzięki nowemu materiałowi naukowców z Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper-Technologien (EMFT) w Monachium nie będzie to już konieczne, ponieważ w razie infekcji plaster zmieni kolor z żółtego na różowy. Zdejmowanie materiałów opatrunkowych przy większych ranach jest nie tylko bolesne dla pacjenta, ale i stwarza możliwość dostania się do nich kolejnych bakterii. Dzięki wynalazkowi Niemców rana spokojnie się zagoi, a wszelkie patologiczne zmiany widać będzie na pierwszy rzut oka. Opracowaliśmy barwnik wskaźnikowy, który reaguje na różne wartości pH. Zintegrowaliśmy go z gazą i plastrem. Zdrowa skóra i wygojone rany mają zazwyczaj pH poniżej 5. Jeśli wartość wskaźnika rośnie i odczyn zmienia się z kwasowego na zasadowy, sugeruje to komplikacje. Gdy pH wynosi od 6,5 do 8,5, często mamy do czynienia z zakażeniem i papierek wskaźnikowy staje się różowy – tłumaczy dr Sabine Trupp. Stworzenie kontrolnego paska wskaźnikowego nie było wcale proste, ponieważ trzeba było uwzględnić szereg różnych wymogów. Barwnik musiał pozostać stabilny chemicznie po związaniu z włóknami opatrunku lub plastra, aby mieć pewność, że nie dostanie się do rany. Jednocześnie wskaźnik powinien zdecydowanie zmieniać barwę i wykazywać wrażliwość na zmiany pH we właściwym zakresie. Na szczęście wszystko się udało. Powstał prototyp, który pomyślnie przeszedł wstępne testy. W przyszłości Niemcy zamierzają wbudować w opatrunek czujnik optyczny połączony z wyświetlaczem. Materiał przejdzie też testy w "terenie". Zostanie sprawdzony w klinice dermatologicznej Uniwersytetu w Ratyzbonie. Dr Trupp poszukuje w przemyśle partnera, by skomercjalizować produkt.

Kanji Takada, profesor farmakokinetyki z Uniwersytetu Farmaceutycznego w Kioto, opracował nową, ponoć całkowicie bezbolesną, metodę dostarczania zastrzyków i szczepionek. Japończyk stworzył rodzaj okrągłego plastra o średnicy 1,5 cm, który zawiera 300 mikroigieł. Urządzenie nie przebija skóry właściwej. Igiełki zanurzają się zaledwie na głębokość 0,5 mm, a następnie rozpuszczają się, uwalniając lek. Pacjent nie odczuwa żadnego dyskomfortu, nie pojawia się też krwawienie. Takada pracował nad swoim wynalazkiem przez 6 lat. Jego poprzednicy eksperymentowali z igłami z cukrów, ale ich wysiłki spełzły na niczym, bo ulegały one degradacji dopiero w temperaturze powyżej 100 stopni. To dlatego profesor zastąpił cukier polimerem, który rozpuszcza się w wodzie po przyciśnięciu do naskórka. Następnie szczepionka wchłania się do układu krążenia. Testy wykazały, że metoda dostarczania preparatu nie wpływa niekorzystnie na jego skuteczność. System Takady trafi do szpitali Kraju Kwitnącej Wiśni już w ciągu najbliższych dwóch lat.

Naukowcy z japońskiego Uniwersytetu Waseda oraz College'u Medycznego Obrony Narodowej opracowali najcieńszy opatrunek na świecie. Ich wynalazek z łatwością zabezpiecza rany pomimo swojej niebywale małej grubości, wynoszącej 75 nanometrów. Materiałem do produkcji prototypowego opatrunku były składniki wyizolowane ze skorup krabów oraz ciał glonów. Stworzona w ten sposób mieszanka zapewnia nie tylko wytrzymałość mechaniczną umożliwiającą zastosowanie wynalazku w chirurgii, lecz także zdolność do spontanicznego przylegania do otaczającej tkanki. Pierwsze testy plastra zakończyły się pełnym sukcesem. Jak się okazało, wystarczył on w zupełności do całkowitego zabezpieczenia 6-milimetrowego otworu w ścianie płuca u psa. Rana zagoiła się w ciągu miesiąca, a zabezpieczana nim tkanka zrosła się bez wytworzenia blizny, która w normalnych warunkach mogłaby pogorszyć funkcjonowanie leczonego organu. Gojenie się ran bez bliznowacenia oraz przezroczystość opatrunku sprawiają, że jego wynalazcy liczą na możliwość zastosowania go także do leczenia zmian na skórze. Póki co jednak, konieczne będzie przeprowadzenie testów klinicznych. Powinny się one rozpocząć po zakończeniu prac nad udoskonalaniem wynalazku, co powinno zająć około trzech lat.

Plastry wysycone radioaktywnym izotopem fosforu są skutecznym środkiem leczniczym w raku podstawnokomórkowym skóry - twierdzą naukowcy z All India Institute of Medical Sciences. Zastosowanie nowej metody znacząco ułatwia terapię tej wyjątkowo częstej formy nowotworu. Choć rak podstawnokomórkowy rzadko jest śmiertelny, może być bolesną i szpecącą chorobą - tłumaczy Priyanka Gupta, główny autor eksperymentu. Jak tłumaczy, zastosowanie nowego środka znacząco ułatwia terapię i ogranicza możliwe komplikacje wynikające ze stosowania tradycyjnych form leczenia, takich jak radioterapia czy zabieg chirurgiczny. Przeprowadzone studium miało charakter eksperymentalny, toteż wzięło w nim udział zaledwie ośmiu pacjentów. Zamiast typowych form leczenia, stosowano u nich plastry wysycone radioaktywnym fosforem 32, dostarczającym promieniowanie beta do fragmentu skóry objętego chorobą. Każdy opatrunek był tworzony indywidualnie z uwzględnieniem kształtu i rozmiaru zmiany chorobowej, po czym nakładano go na skórę na trzy godziny dziennie przez trzy kolejne dni. Po trzech miesiącach od chorych pobrano próbki skóry objętej wcześniej zmianami chorobowymi. Jak wykazała ich analiza, u żadnego z pacjentów nie stwierdzono tzw. choroby resztkowej, czyli pojedynczych komórek, z których ponownie może rozwinąć się nowotwór. To ważna wiadomość, gdyż rak podstawnokomórkowy, pomimo niskiej śmiertelności i niewielkiego stopnia złośliwości, bardzo często jest oporny na stosowane leczenie. Powodzenie eksperymentu pozwala przypuszczać, iż w najbliższych miesiącach testom poddani zostaną kolejni pacjenci. Jeżeli ich leczenie także zakończy się sukcesem, plastry zastępujące radioterapię mogą zostać wprowadzone do standardowego lecznictwa już za kilka lat.

Niektóre plastry lecznicze, stosowane powszechnie m.in. w leczeniu uzależnienia od nikotyny, mogą wywołać poważne oparzenia skóry podczas badania z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego - uprzedzają w specjalnym oświadczeniu eksperci z amerykańskiego urzędu ds. żywności i leków (FDA). Zagrożenie wynika z obecności glinu oraz innych metali w powłoce plastrów. Ich zadaniem jest przede wszystkim ochrona zawartości tzw. systemu terapeutycznego (czyli leku wraz z jego opakowaniem przyklejanym do skóry) przed uszkodzeniem mechanicznym. Jak ostrzegają eksperci z FDA, wielu producentów leków aplikowanych w formie plastrów nie informuje swoich klientów o potencjalnym ryzyku wywołanym przez silne promieniowanie wytwarzane podczas badania metodą rezonansu magnetycznego. Oficjalne oświadczenie nie zawiera nazw konkretnych leków ani producentów, którzy nie zadbali o stosowne oznakowanie leków. Śledztwo przeprowadzone przez amerykańskich dziennikarzy wykazało jednak, że do grupy tej zalicza się około 20 preparatów, z których część sprzedawana jest bez recepty. Zwiększa to ryzyko poparzenia, ponieważ lekarze nie mają możliwości poinformowania pacjenta o możliwym ryzyku. Zagrożenie wywołane obecnością glinu w plastrach jest często ignorowane, ponieważ metal ten nie jest przyciągany przez magnesy. Na nieszczęście dla pacjentów nie oznacza to jednak jego zupełnej bierności - pod wpływem silnego pola magnetycznego nagrzewa się on, mogąc powodować poparzenia. Zgodnie z ostrzeżeniem wydanym przez FDA, pacjenci leczeni z wykorzystaniem systemów terapeutycznych naklejanych na skórę powinni informować o ich stosowaniu zarówno swoich lekarzy rodzinnych, jak i pracowników wykonujących badanie. W przeciwnym wypadku ryzykują uszkodzeniem skóry porównywalnym do poważnego poparzenia słonecznego. Rozwiązanie problemu jest, według amerykańskich urzędników, bardzo proste. Proponują oni wymuszenie na wytwórcach, by umieszczali na opakowaniach plastrów ostrzeżenie o możliwych komplikacjach podczas badania z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego. Pacjentom zaleca się z kolei upewnienie się przed badaniem, czy stosowany u nich system terapeutyczny nie spowoduje oparzeń.

Japońscy naukowcy z Narodowego Instytutu Zaawansowanych Nauk Przemysłowych i Technologii Przemysłowych (AIST) stworzyli zintegrowaną trójwymiarową strukturę z nanorurek węglowych, wykorzystując do tego celu pojedynczą warstwę nanorurek. Japończycy zbudowali plaster z nanorurek węglowych i wykorzystali techniki litograficzne do umieszczenia na nim różnych struktur. Uczeni umieścili na krzemowym substracie katalizator oraz cienką warstwę nanorurek. Na krzemie rosną pionowo ustawione nanorurki. Po wzroście umieszcza je się w płynie, a następnie szybko wyciąga, co powoduje, że nanorurki "przewracają się", tworząc gęstą warstwę. W czasie wysychania jeszcze bardziej się zagęszczają i silniej przylegają do krzemowego podłoża. Gęstość warstwy węglowych nanorurek o średnicy 2,8 nanometra ułożonych w pionie wynosi 0,03 grama na centymetr sześcienny. Po utworzeniu plastra wzrasta ona do 0,5 grama na cm3. Węglowy plaster jest lekki i bardzo wytrzymały. Jest jednocześnie niezwykle giętki, a utworzone na nim połączenia nie ulegają przerwaniu nawet wówczas, gdy plaster zegniemy pod kątem większym niż 90 stopni. Oporność elektryczna plastra wynosi 0,008 Ωcm w kierunku równoległym do ułożenia nanorurek i 0,2 Ωcm w kierunku prostopadłym.

Kapsaicyna, składnik odpowiedzialny za palący smak pikantnych odmian papryki, jest stosowana nie tylko jako składnik żywności. Niedawno odkryto jej zdolność do zabijania komórek nowotworowych, a nieco wcześniej dowiedziono, że u ptaków ma ona działanie... przeciwbólowe. Teraz, po stosunkowo krótkim czasie, dowiadujemy się kolejnej ciekawej rzeczy na temat tego alkaloidu. Okazuje się bowiem, że przynosi on ulgę w leczeniu bólu związanego z infekcją wirusem HIV. U niemal dwóch trzecich nosicieli tego śmiercionośnego wirusa rozwija się prędzej czy później choroba zwana polineuropatią dystalną. Jest to schorzenie związane ze stopniowym zanikiem neuronów odpowiadających m.in. za przewodzenie wrażeń bólowych. Paradoksalnie jednak często wiąże się to z silnym bólem, który w przypadku pacjentów zakażonych HIV jest wyjątkowo ciężki do leczenia. Jest to spowodowane zarówno samą aktywnością wirusa w komórkach, jak i efektami ubocznymi stosowanych terapii. Efektem jest upośledzenie zarówno kondycji fizycznej, jak i psychicznej pacjenta oraz pogorszenie jakości jego uczestnictwa w życiu społecznym. Do tej pory kapsaicynę stosowano w leczeniu niektórych neuropatii, lecz były to preparaty zawierające znacznie niższą dawkę tego środka. Poza tym nie pomagały one, niestety, w przypadku osób cierpiących z powodu rozwijającej się infekcji HIV. Wygląda jednak na to, że plastry zawierające znacznie wyższe dawki tego alkaloidu mogą okazać się rozwiązaniem tego kłopotu. Dotychczas nową terapię testowano na dwunastu pacjentach uskarżających się na stosunkowo silne bóle obu stóp, u których potwierdzono obecność wirusa w organizmie. Plastry nakładano jednorazowo na godzinę w miejscach o największym natężeniu bólu. Za miarę efektywności terapii posłużyła zmiana intensywności nieprzyjemnych odczuć w stopach, mierzona regularnie pomiędzy drugim a dwunastym tygodniem od podania kapsaicyny. Plastry okazały się bardzo skuteczne. Na podstawie wywiadu z pacjentami ustalono, że ból osłabł u nich średnio aż o 40 procent. Wyniki leczenia aż ośmiu spośród dwunastu osób uznano za "skuteczną odpowiedź na terapię", czyli redukcję nieprzyjemnych odczuć o co najmniej 30 procent. Cztery spośród nich wyznały w wywiadzie lekarskim, że przykre doznania osłabły o co najmniej połowę. Jedyny zaboserwowany dotychczas minus terapii to uczucie bólu, które pojawia się u niektórych pacjentów po dwóch dniach od aplikacji plastra. Na szczęście zanika on przed upływem pierwszego tygodnia leczenia i, jak pokazują wyniki, efekt ten jest całkiem trwały. Nie zaobserwowano żadnych istotnych zagrożeń dla zdrowia wynikających z podawania alkaloidu. Podobnie jak w przypadku wszystkich terapii eksperymentalnych, do ich ewentualnego wprowadzenia do powszechnego użycia minie jeszcze wiele czasu. Pocieszeniem jest jednak fakt, że ten sam środek może potencjalnie pomóc osobom cierpiącym na neuropatie związane z takimi chorobami, jak cukrzyca czy ciężkie zakażenie wirusem opryszczki.

AMD pokazało swój pierwszy plaster krzemowy z układami wykonanymi w technologii 45 nanometrów. Phil Hester, główny technolog firmy, zapewnia, że 300-milimetrowy plaster zawiera w pełni funkcjonujące układy. Oznacza to, że AMD przygotowuje się do rozpoczęcia produkcji procesorów w technologii 45 nm. Ma to być dowodem, iż twierdzenia Intela, jakoby AMD miał problemy technologiczne ze stworzeniem tego typu procesorów są pobożnym życzeniem. AMD prawdopodobnie rozpocznie produkcję 300-milimetrowych plastrów w technologii 45 nm pod koniec bieżącego roku. Pierwsze 45-nanometrowe procesory tej firmy powinny pojawić się w sklepach w pierwszej połowie roku przyszłego. Tymczasem Intel będzie sprzedawał swój 45-nanometrowy procesor Penryn już w ciągu najbliższych tygodni. Tak duża różnica w czasie premiery nie jest jednak niczym niezwykłym, gdyż Intel od dawna wyprzedza AMD o 12-18 miesięcy pod względem wprowadzania nowinek technologicznych.