Implan Nirkabel Kecil Mendeteksi Oksigen Jauh Di Dalam Tubuh
Insinyur telah menciptakan implan nirkabel kecil yang dapat memberikan pengukuran tingkat oksigen jaringan secara real-time jauh di bawah kulit. Perangkat, yang lebih kecil dari rata-rata ladybug dan didukung oleh gelombang ultrasound, membuka jalan bagi pembuatan berbagai sensor mini yang dapat melacak penanda biokimia utama dalam tubuh seperti pH atau karbon dioksida. Sensor ini suatu hari nanti dapat memberi dokter metode invasif minimal untuk memantau biokimia di dalam organ dan jaringan yang berfungsi.
Oksigen adalah komponen kunci kemampuan sel untuk memanfaatkan energi dari makanan yang kita makan dan hampir semua jaringan dalam tubuh membutuhkan pasokan yang stabil untuk bertahan hidup. Kebanyakan metode untuk mengukur oksigenasi jaringan hanya dapat memberikan informasi tentang apa yang terjadi di dekat permukaan tubuh. Itu karena metode ini mengandalkan gelombang elektromagnetik, seperti cahaya inframerah, yang hanya bisa menembus beberapa sentimeter ke dalam kulit atau jaringan organ. Meskipun ada jenis pencitraan resonansi magnetik yang dapat memberikan informasi tentang oksigenasi jaringan dalam, mereka memerlukan waktu pemindaian yang lama sehingga tidak dapat menyediakan data secara real time.
Gelombang ultrasonik, yang merupakan bentuk suara dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk dideteksi oleh telinga manusia, dapat merambat ke seluruh tubuh tanpa bahaya pada jarak yang jauh lebih jauh daripada gelombang elektromagnetik dan sudah menjadi dasar teknologi pencitraan ultrasound dalam kedokteran.
Memasukkan sensor oksigen melibatkan pengintegrasian sumber cahaya LED dan detektor optik ke dalam perangkat kecil serta merancang satu set kontrol elektronik yang lebih rumit untuk mengoperasikan dan membacakan sensor. Jenis sensor oksigen ini berbeda dari oksimeter pulsa yang digunakan untuk mengukur saturasi oksigen dalam darah. Sementara pulse oximeters mengukur proporsi hemoglobin dalam darah yang teroksigenasi, perangkat baru ini mampu mengukur secara langsung jumlah oksigen dalam jaringan.
Salah satu aplikasi potensial dari perangkat ini adalah untuk memantau transplantasi organ karena dalam beberapa bulan setelah transplantasi organ, komplikasi vaskular dapat terjadi dan komplikasi ini dapat menyebabkan disfungsi cangkok. Ini juga dapat digunakan untuk mengukur hipoksia tumor, yang dapat membantu dokter memandu terapi radiasi kanker.
Pada bayi prematur, oksigen tambahan mungkin diperlukan tetapi dokter tidak memiliki pembacaan konsentrasi oksigen jaringan yang andal. Versi miniatur lebih lanjut dari perangkat ini dapat membantu mengelola paparan oksigen dengan lebih baik pada bayi prematur di ruang perawatan intensif dan membantu meminimalkan beberapa konsekuensi negatif dari paparan oksigen yang berlebihan seperti retinopati prematuritas atau penyakit paru-paru kronis.
Teknologi ini dapat lebih ditingkatkan dengan memasang sensor sehingga dapat bertahan lama di dalam tubuh. Miniaturisasi perangkat lebih lanjut juga akan menyederhanakan proses implantasi, yang saat ini membutuhkan pembedahan. Selain itu, platform optik dalam sensor dapat dengan mudah disesuaikan untuk mengukur biokimia lain dalam tubuh. Dengan hanya mengubah platform yang dibangun untuk sensor oksigen, perangkat dapat dimodifikasi untuk mengukur, misalnya, pH, spesies oksigen reaktif, glukosa, atau karbon dioksida. Jika kemasan dapat dibuat lebih kecil, perangkat dapat disuntikkan ke dalam tubuh dengan jarum, atau melalui operasi laparoskopi, sehingga implantasi menjadi lebih mudah.
