Om hartritmes en spierfunctie te controleren, bevestigen artsen vaak elektroden op de huid van een patiënt en detecteren ze de elektrische signalen die eronder liggen. Deze impulsen zijn essentieel voor de vroege diagnose en behandeling van veel aandoeningen, maar de momenteel beschikbare elektroden hebben een beperkte functie of zijn duur om te vervaardigen. Onderzoekers rapporteren in ACS Nano , hebben nu echter een goedkope, sponsachtige versie ontwikkeld met verbeterde signaaldetectie die is gemaakt met een verrassende sjabloon - een suikerklontje.

De huidige gouden standaardelektroden voor elektrofysiologische monitoring vertrouwen op een zilveren schijf die via een geleidende gel contact maakt met de huid. Deze elektroden zijn cruciale hulpmiddelen voor het detecteren van abnormale elektrische signalen die verband houden met gezondheidsproblemen, zoals hartaanvallen, hersenaandoeningen of neuromusculaire ziekten. Deze apparaten zijn echter niet zonder nadelen. Ze zijn stijf en passen zich niet goed aan de huid aan, vooral wanneer de patiënt fysiek actief is, waardoor de signaalkwaliteit afneemt. Bovendien droogt de geleidende gel snel, waardoor langdurige monitoring en detectie van zeldzame gebeurtenissen wordt voorkomen. Om deze uitdagingen aan te gaan, hebben onderzoekers zachte elektroden ontworpen die beter aansluiten op de huid, evenals op micronaalden gebaseerde versies die fysiek de huid binnendringen, maar deze zijn duur om te vervaardigen, waardoor het wijdverbreide gebruik ervan wordt beperkt. Dus wilden Chuan Wang en collega's een goedkope sponsachtige elektrode ontwikkelen die consistenter en veerkrachtiger huidcontact zou bieden.

Om het nieuwe apparaat te maken, begonnen onderzoekers met in de handel verkrijgbare suikerklontjes, die ze vormden tot een sjabloon dat werd ondergedompeld in vloeibaar polydimethylsiloxaan (PDMS). Het PDMS werd een solide structuur na een uithardingsstap. Vervolgens losten ze de suiker op met heet water en bedekten de microporiën van de spons met een geleidende dunne film om de elektrode te vormen.

Omdat de microporiën ervoor zorgden dat het sponsachtige materiaal meer contact met de huid kreeg, vertoonde het nieuwe apparaat een sterke signaalintensiteit en verminderde ruis in vergelijking met standaardelektroden. De microporiën hielpen het apparaat ook om meer geleidende gel te dragen, waardoor ze niet zo snel uitdroogden en signaal verloren, in vergelijking met standaardversies. De gel fungeerde ook als schokdemper, waardoor de negatieve effecten van bewegingen van de patiënt op huid-elektrodecontact werden verminderd en signaaldetectie werd gegarandeerd. De onderzoekers testten het vermogen van het sponsapparaat om samentrekkingen van de baarmoeder tijdens de bevalling te volgen en ontdekten dat het even goed of beter presteerde dan een conventionele elektrode. Als goedkoop, flexibel alternatief vergroten sponselektroden de mogelijkheden voor draagbare toepassingen in de gezondheidszorg, waaronder gebruik bij medische onderzoeken waarbij patiënten moeten bewegen, of voor langdurige monitoring van mensen thuis of op het werk, aldus de onderzoekers. + Verder verkennen

Brain-computer interfaces zonder de rommel