Современная электроника №1/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2024 Обзор технологии FTENG для создания энергонезависимых носимых медицинских датчиков и стимуляторов Рис . 1. Материалы и конструкции биорезорбируемой , беспроводной и безбатарейной системы электротерапии В статье приводится обзор современной и инновационной медицинской электроники и рассматривается её влияние на медицину в целом . Особое внимание уделяется преобразованию биологических свойств человека в электрический ток по технологии FTENG. Надежда Любимая Новые технологии в сегменте био - электронных носимых устройств меди - цинского назначения с долговремен - ным автономным питанием являются инновационным направлением разви - тия современной электроники и полез - ны для анализа разработчикам РЭА . Инновационные разработки свиде - тельствуют , что анализ элементар - ных частиц потоотделения челове - ка может обеспечить неинвазивный и непрерывный мониторинг состоя - ния здоровья даже на молекулярном уровне , а также является преобразу - емой в электрический ток энергией , что предполагает широкие перспек - тивы развития сегмента автономного питания для электронных устройств ( в том числе чипов ) малой мощности . Также в обзоре представлена перспек - тивная разработка по заживлению ран с помощью сверхмалого тока и датчи - ков – новейших разработок электрони - ки в области медицины . Американские , китайские и корей - ские исследователи разработали и испытали на мышиной модели диа - бетической язвы биорезорбируемый беспроводной электрод для монито - ринга состояния и электротерапии хронических ран . Отчёт о работе поя - вился в журнале Science Advances [3]. В 2022 году свой вариант беспровод - ного атравматичного пластыря для электротерапии предложили сотруд - ники Стэнфордского университета . В нём управляющий модуль и электро - ды расположены на одной полимерной подложке , уверенно фиксируемой на коже при комнатной температуре , но теряющей « липкость » при нагревании до +40°C [4]. Хроническими называют раны , которые не закрываются в течение 8–12 недель . Они представляют серьёз - ную проблему для лечения , поскольку связаны с потерей функции и подвиж - ности поражённой части тела ; приво - дят к социальным стрессам , их про - изводной – изоляции , депрессии и тревожности ; иногда госпитализации ; повышению рисков заболеваемости и смертности . Особенно распространены и трудноизлечимы повреждения кожи при сахарном диабете , это проблема , возникающая у 25% людей в возрасте от 40 лет и выше . Для помощи паци - ентам с хроническими ранами исполь - зуют системы замедленного высво - бождения биологических элементов , пересадку клеток и биоинженерию кожи . Особый интерес представляет электротерапия , поскольку воспале - ние , сопровождающее повреждения кожи , нарушает эндогенные сигна - лы , способствующие миграции кера - тиноцитов , фибробластов и иммун - ных клеток в процессе заживления . При этом существующие адгезивные электроды в медицине дорогостоящи , подключаются к громоздкому обору - дованию , обладают ограниченной функциональностью и могут вторично травмировать ткани при отклеивании ( расфиксации ), что ограничивает при - менение электротерапии . В опублико - ванном в ноябре 2022 г . исследовании участвовали более 30 авторов , двое из которых наши соотечественники [2]. На рис . 1 представлены материалы и конструкции биорезорбируемой элек - тротерапии . Биорезорбируемая беспроводная система электротерапии Для беспроводного питания на резонансной частоте 13,56 МГц применялись 7- витковые катуш - ки , микроконтроллер ATiny84A, линейные регуляторы с малым падением напряжения V out = 2,8 В и 1,1 В , NFC M24LR04E-R, усилитель OPA330AIYFFR. Силиконовый эла - стомер Silbione-4420 сформировал гер - метизирующую структуру для беспро - водной платформы . Все образцы перед исследованиями подвергались сте - рилизации газообразным этиленок - сидом (EtO, анпролен , AN74i). Для определения электрического поля , плотности тока , тока в электродах и изменения температуры в слоях раны и тканей мыши на электрод воздей - ствовали напряжением 1,1 В . Для изготовления использовали биоло - гически инертный молибден . Поче - му молибден ? Этот металл хорошо проводит электрический ток , меха - нически прочен и инертен по отно - шению к живым тканям . После окон - чания использования он постепенно резорбируется с образованием неток - сичных молибдат - анионов (MoO 4 2 − ), что было подтверждено дополнитель - ными экспериментами . Это обосно - вывается расчётными характеристи - ками материалов , представленными в табл . 1. Беспроводное устройство Гибкий коннектор Электрод