Сибирские учёные предложили новый метод создания биоэлектродов для умной одежды

В рамках лабораторных исследований, проведённых совместно с Сибирским государственным медицинским университетом на кроликах, специалисты оценивали влияние электродов на кожу. Результаты показали, что биоэлектроды обладают низкой цитотоксичностью, что делает их перспективным материалом для создания умной одежды, пригодной для использования спортсменами и амбулаторными пациентами. Проект реализуется по программе «Приоритет−2030» в рамках национального проекта «Наука и университеты».

Измерение биопотенциалов важно для мониторинга жизненно важных показателей. Однако существующие электроды, которые фиксируют электрическую активность сердца, мышц и мозга, могут использоваться лишь до 72 часов из-за раздражения кожи в месте их крепления, вызванного материалами и клеевым слоем.

Ранее научная группа TERS-Team предложила новый метод создания биоэлектродов для умной одежды на основе графен-полимерных композитов, пригодных для длительного мониторинга. Оптимизация параметров лазерной обработки оксида графена позволила создать электропроводные и механически стабильные электроды, устойчивые к стирке, которые можно производить на коммерчески доступном текстиле. Важной особенностью новых электродов является их «сухой» тип, то есть они функционируют без гелевого слоя для контакта с кожей.

На следующем этапе проекта учёные ТПУ проверили биосовместимость своих разработок. В ходе экспериментов специалисты Сибирского медуниверситета исследовали воспалительные реакции кожи у кроликов по сравнению с распространёнными хлорсеребряными электродами (Ag/AgCl). Результаты показали значительно меньшие признаки воспаления при 12-дневном использовании графеновых электродов.

Кроме того, учёные ТПУ улучшили электрохимические характеристики биоэлектродов.

«В ходе исследования было обнаружено важное свойство: наши датчики, изготовленные при определенных параметрах, практически не поляризуются в отличие от аналогов, созданных на основе металлов. Поляризация — процесс скапливания неравновесного заряда, который вносит помехи в измерения. Наши электроды не превышают допустимых значений уровня поляризации за счет того, что ионы не могут проникать в структуру графена и накапливаться в межслойном пространстве. Этот блокирующий механизм обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики материала и соответствие стандартам характеристик и требованиям к электродам для проведения ЭКГ»,

— отметила профессор Евгения Шеремет.

Фото: пресс-служба ТПУ