Lahustuv elektroonika tungib aju hingeellu ({{commentsTotal}})

Loodud sensor.
Loodud sensor. Autor/allikas: Illinois' ülikool

Rühm ameerika ja lõuna-korea teadlasi on loonud paari kuuga kehas lahustuvad riisiterasuurused sensorid, millega saab mõõta aju temperatuuri, rõhku ja happelisust. Leiutis võiks muuta hõlpsamaks ajuvigastuse tõttu kirurgi noa alla sattunud patsientide hilisema jälgimise, kuid mitte ainult.

Sisuliselt pole idees midagi uut. Näiteks on arstid kasutanud juba aastaid haavade kokku õmblemiseks siidi, mis lagundatakse keha enda poolt võõrkehana juba paari nädalaga. Paari aasta eest näitasid aga teadlased selgelt, et biolagunevaks saab muuta ka oluliselt keerukamaid asju, sealhulgas transistore, dioode ja mitut sorti sensoreid.

''Sellest ajast saadik on valdkond hüppeliselt arenenud ja oleme loonud terve uue klassi materjale, millest saab ehitada meditsiinis kasutatavaid ja reaalselt kasulikke seadmeid. Materjaliteaduse alusuuringute tegemise asemel saame rääkida juba inseneriteaduse rakendamisest,'' sõnas uut sensorit kirjeldava uurimuse juhtivautor ja biolaguneva elektroonika üks pioneere John Rogers Illinois' ülikoolist. Teiste sõnadega, arstide ja kirurgide arendusprotsessi kaasamisest on juba kasu.

Lahustuv ajusensor
Olgu näiteks kasvõi trauma tagajärjel tekkivad ajuvigastused, mille tagajärjel surevad maailmas igal aastal kümned tuhanded inimesed. Elude päästmiseks on tihti ainsaks raviviisiks ajuoperatsioon. Kuid isegi edukalt lõppenud protseduuri korral tuleb patsientide seisundit pikaajaliste tüsistuste vältimiseks järgneval nädalal hoolikalt jälgida. Sageli siirdatakse selleks ajju püsivalt või ajutiselt metallist ja plastist koosnevad sensorid, mis kasvatavad aga omakorda võimalust, et patsienti hakkavad ohustama teised hädad, näiteks bakteriaalsed nakkused.

Rogersi ja ta kolleegide poolt loodud temperatuuri ja rõhku mõõta suutval seadmel on potentsiaali seda muuta. Piisavalt õhukesed vooluringid võivad kehas laguneda juba päevade või isegi tundidega. ''Meie temperatuuri ja rõhku mõõtva seadeldise suurus on võrreldav umbes riisiteraga. Ajus peab see vastu ligikaudu viis päeva, mis on patsientide jaoks kriitiline ajaperiood. Sensori täielik imendumine ja kadumine võtab kaks kuni kolm kuud,'' tutvustas Rogers loodud sensorit. Seejuures tuleb rõhutada, et suurus pole oluline – näidud on sama täpsed, kui tavapäraseid seadmeid kasutades.

(Kõrvale põigates on ta kaaslastega ehitanud ka näiteks haavas baktereid hävitava kütteseadme, mis lahustub kehas pärast loomade tervenemist sarnase ajaperioodi jooksul.)

Laborist arstikabinetti
Erinevalt mitmetest teistest analoogsetest leheveergudele jõudvatest seadmetest võiks ajakirjas Nature esitletud sensor koos teiste sarnastega jõuda turule oluliselt varem. Rogers ei pea uutest eksootilistest (ime)materjalidest nagu grafeenist veel kuigi palju. Selle asemel leiavad neis rakendust juba elektroonikatööstuses regulaarselt kasutatavad ained.

''Lahustuvad elektroonikaseadmed ja ajutine elektroonika võib olla äärmiselt võimas, kui suudad selle siduda tänapäeval kasutatavate odavate tootmisprotsessidega, mis leiavad rakendust tarbeelektroonikas. Nii et kulutasime terve hulga aega, et leida just need materjalid, mille kasutamisel neid kõige vähem muuta tuleks, kuid mis oleks endiselt meelepäraste omadustega,'' laiendas teadlane.

Rogers tõi tarbeelektroonikat biosõbraliku lahustuva elektroonikaga võrreldes välja, et mõlema alustalaks on räni, millest saab valmistada isegi väga õhukesi membraane. ''Seejuures leiab räni isegi multivitamiinidest, nii et seda on isegi soovitatav süüa,'' naljatles Rogers. Vase, alumiiniumi ja titaannitraadi asemel peab kasutama aga näiteks magneesiumi, ränioksiide või volframit. Kuigi need leiavad rakendust hetkel peamiselt nišitoodetes, on selleks tarvilikud lahendused juba olemas.

Sellegipoolest võtab lahustuva elektroonika tavakasutusse jõudmine aega ilmselt viis kuni seitse aastat. ''Nende inimese sisse siirdamiseks peab paratamatult läbima loomkatsete ja kliiniliste katsete kadalipu. Ma ei kritiseeri muidugi nende vajalikkust – peame selgelt veenduma, et need on tõepoolest iga pidi biosõbralikumad. Igal juhul usume, et võrreldes näiteks uusi südamestimulaatoreid välja töötavate töörühmadega ootab meid ees tunduvalt kergem tee. Meie looming peabki aja jooksul organismis lahustuma,'' arutles Rogers.

Kaugem tulevik
Teadlane tunnistab, et rangelt võttes ei saa esitletud sensor ei kao kehast veel täielikult. Seadme traadita muutvaks moodul lahustub hetkel 85 protsendi ulatuses, ent Rogers usub, et seda on võimalik parandada. ''Me töötame hetkel selle suunas. Lisaks oleme ajukirurgidega nõu pidanud ja nad on kinnitatud, et vahetult naha alla paigutatud saatja eemaldamine poleks kuigi riskantne. Me ei roni ju enam ajju. Lisaks ei tekita nii väikesed materjalitükid pikemas perspektiivis inimestele reeglina probleeme,'' lisas ta.

Teadlane märkis, et lahustuva elektroonika kasutusvõimalused on tegelikult tunduvalt laiemad. ''Kuigi uus töö keskendus vaid ühele selgele kliinilisele rakendusele, on tegelikult tegu uue platvormiga. Mõtleme juba rakendustele, mis teeks lisaks keskkonna seiramisele ka muud, näiteks stimuleeriks kesknärvisüsteemis viga saanud piirkondi elektriliselt. Veelgi laiemas plaanis võimaldaks tehnoloogia küpseks saades ravida hädasid, mida saab hetkel leevendada vaid ravimitega,'' mõtiskles Rogers.



Eestlased Ispras: Eesti noored teadlased ja Maive Rute (vasakult viies) JRC külaliskeskuse ees.

Maive Rute: teadus pole vürts, mida poliitikasse lisada, vaid selle põhiosa

Edukas teaduspõhine poliitika peab olema kahesuunaline. Teadlased saavad poliitikutele uuringutulemuste põhjal nõu anda, poliitikud aga teadlastele selgitada, kuidas tulemusi paremini esitada ning mida päevakajalist uurida, leiab Euroopa Komisjoni teadusuuringute ühiskeskuse (JRC) peadirektori asetäitjana töötanud eestlanna Maive Rute.

TTÜ on rebinud end TÜ-st nii tudengite kui rahvusvahelisuse poolest ette.

Graafikud: Tartu ülikool jõudis Ida-Euroopa ülikoolide hulgas 3. kohale

QS ülikoolide edetabel reastas Tartu ülikooli arenevate Euroopa ja Kesk-Aasia ülikoolide edetabelis 3. kohale. Saja parima ülikooli hulka mahtus selles kategoorias ka Tallinna ülikool ning Tallinna tehnikaülikool. Graafikutelt peegeldub aga nii mõnigi mõtlema panev fakt Eesti ülikoolide kohta. 

Õhtuse päevarütmiga inimesed tunnevad end raamidesse surutult, kui nad peavad töötama kella 9 kuni 17ni.

Tööl käimine on kahjulik ja pole tarvilikki

Töö iseloom on tundmatuseni muutunud ning on aeg üle saada hirmust ja teadmatusest ajale jalgu jäänud töökorralduspõhimõtete ülevaatamisel leiab Tallinna tehnikaülikooli institutsionaalse ökonoomika professor Aaro Hazak.

ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: