Araştırmacılar Ultra Yumuşak, Doku Yapıştırıcılı Sensör Geliştirdi

POBTEK’in Yakınsama Bilişim Mühendisliği (Convergence IT) Departmanından Profesör Sung-Min Park ve Young-Soo Lim ile KAIST’in Malzeme Bilimi Departmanından Profesör Steve Park ve Byungkook Oh’dan oluşan araştırma ekibi, Aşırı aktif mesane sendromu (OAB) hastalarını takibe alabilmek amacıyla ultra yumuşak ve yüksek oranda gerilebilir doku yapışkanlı hidrojel içeren, çok işlevli, implante edilebilir bir sensör geliştirdi.

Araştırma bulguları Biosensors ve Bioelectronics’te yayınlandı. Aşırı aktif mesane sendromu, kontrol edilemeyen, sık idrara çıkma dürtüsü ile karakterize edilen tıbbi bir durumdur. Bu sendromdan muzdarip kişiler, tetikleyici herhangi bir hastalıkları olmamasına rağmen gece idrara çıkmak için uyanabilirler.

Bu durum yaşamı tehdit edici değildir, ancak hastaların günlük aktivitelerini bozarak yaşam kalitelerini düşürebilir.

Aşırı aktif mesane sendromu olan kişiler, tedavi için geleneksel ilaçlara bel bağlamışlardır
ve bunun bazıları için etki göstermediği ortaya konmuştur.

Nispeten yeni bir tedavi yöntemi, aşırı mesane aktivitesini azaltmak için mesaneye
bağlı sinirlere doğrudan veya dolaylı olarak elektrik stimülasyonu vermeyi içerir.

Bununla birlikte, mesane aktivitelerini izlemeden sinirlere doğru miktarda stimülasyon iletmek zor olabileceğinden, bu tedavinin uygulanması birtakım zorlukları da beraberinde getirmektedir. Fazla stimülasyon yan etkilere yol açabilir ya da tedaviyi etkisiz hale getirebilir.

Bu nedenle araştırmacılar, mesane aktivitesini gerçek zamanlı olarak gözlemlemek için bir izleme cihazı geliştirmeye odaklandı.

Detrusor kası nöral aktivite tarafından kontrol edildiğinden, aşırı aktif mesane semptomlarını doğru bir şekilde izlemek için tam bir elektromekanik ölçümün gerekli olduğunu varsaydılar.

Araştırma ekibi, bu yöntemle mesanenin hem mekanik (kasılma ve gevşemeyi ölçmek için gerinim sensörü) hem de biyoelektrik (nöral sinyali ölçmek için EMG sensörü) aktivitelerini
tek bir platformda izleyebilen bir USH-SI sensörü tasarladı.

Araştırma ekibinin USH-SI sensörünü anestezi uygulanmış bir domuza cerrahi olarak yerleştirdiği bir testte, sensörün mesanenin in-vivo gerinim ve EMG sinyallerini ölçebildiği ve detrüsör kas hareketinin ve nöral aktivitenin izlenmesinin mümkün hale geldiği gösterildi.

Özellikle, hidrojelin güçlü yapışkanlığı (yapışma kuvveti: 260,86 N/m), geleneksel silikon sensörlere kıyasla mesaneye daha sıkı bağlanmayı mümkün kıldı. Sensör yerleştirme, cerrahi robot yardımlı laparoskopik cerrahi kullanılarak gerçekleştirilebilir.

KAIST’ten Profesör Steve Park, “Yeni sensör, sensörlerin cerrahi robot yardımlı laparoskopik cerrahi ile yerleştirilebilecek kadar küçük yapılabileceğini gösteriyor. Bu, bir hastanın iyileşmesi için geçen süreyi en aza indirme ve yan etkileri azaltma potansiyeline sahiptir.” açıklamasını yaptı.

Çalışmayı yöneten Profesör Sung-Min Park, “USHSI sensörünü, kronik bir durum olan aşırı aktif mesaneleri tedavi etmeyi hedefleyen bir nöral stimülatörle birleştirdik. Bu, aynı anda izleme ve nöral stimülasyonu mümkün hale getiriyor. Diğer iç organlara uygulanabilecek bir platform olmasını bekliyoruz.”

Çalışma, Kore Ulusal Araştırma Vakfı aracılığıyla Nano Malzeme Teknolojisi Geliştirme Programı’nın desteğiyle gerçekleştirilmiştir.

Akademik referans: Byungkook Oh, Young-Soo Lim, Kun Woo Ko, Hyeonyeob Seo, Dong Jun Kim, Dukyoo Kong, Jae Min You, Hansoul Kim, Taek-Soo Kim, Seongjun Park, Dong-Soo Kwon, Joon Chae Na, Woong Kyu Han, Sung-Min Park, Steve Park. Ultrasoft and highly stretchable tissue-adhesive hydrogel based multifunctional implantable sensor for monitoring of overactive bladder. Biosensors and Bioelectronics, 2023; 225: 115060 DOI: 10.1016/j. bios.2023.115060

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/03/230309071145.htm