VGTU studentė prisideda prie NASA kuriamo jutiklio, nustatysiančio žmogaus hidratacijos lygį

Lapkričio 8, 2019

Dažniausiai NASA atliekami tyrimai skirti misijoms kosmose. Tačiau pasisekusios technologijos gali būti sėkmingai pritaikomos ir žmonių sveikatos priežiūros gerinimui Žemėje. NASA Ames tyrimų centro Nanotechnologijų centre Biosensorių laboratorijoje besistažuojanti Vilniaus Gedimino technikos universiteto Fundamentinių mokslų fakulteto bioinžinerijos studentė Justina Gineitytė su komanda dirba prie jutiklio, skirto žmogaus hidratacijos lygiui nustatyti, kūrimo.

„Kuriamas prietaisas būtų didesnės jutiklių sistemos, klijuojamos ant žmogaus odos, dalis. Jis veiktų matuodamas prakaito potencialą, jį susiedamas su bendra druskų koncentracija prakaite: kuo didesnė druskų koncentracija, tuo labiau dehidratavęs tiriamasis žmogus. Norėdami įvertinti savo sveikatos būklę tarptautinėje kosminėje stotyje dirbantys astronautai, galėtų pagal instrukcijas pasigaminti jutiklinę sistemą savo darbo vietoje ir gauti išsamią informaciją apie kūno būklę. Jutiklis turi būti greitai pagaminamas, o pats gamybos procesas lengvai atkartojamas ir automatizuojamas, naudojamos žaliavos pakankamai atsparios transportavimui“, – pažymi NASA stažuotę atliekanti Justina.  

Matavimo tiriamuoju objektu prakaitas pasirinktas neatsitiktinai. Pirmiausia, tai lengvai prieinamas kūno skystis, o jo gavimas nereikalauja invazinių procedūrų, tokiu būdu palengvinantis tyrimo procesą ir sumažinantis nepatogumą tiriamajam. Be to, prakaitas kupinas įvairių biomarkerių, galinčių atskleisti organizmo metabolinę ir fiziologinę būklę. Tokių biomarkerių, kaip, pavyzdžiui, druskos, koncentracija prakaite priklauso nuo jų koncentracijos kraujyje bei audiniuose, todėl tai padaro prakaitą patrauklia platforma neinvaziniais būdais gauti informaciją apie procesus, vykstančius organizmo viduje. Pagal gautus duomenis galima nustatyti sveikatos sutrikimus ir laiku skirti tinkamą gydymą. Būtent prakaite ištirpusios druskos yra svarbios kuriamo jutiklio veikimui. 

„Astronautų sveikatos stebėjimui kuriamas jutiklis sudarytas iš dviejų sidabro elektrodų, spausdinamų ant lankstaus polimero rašaliniu-čiurkšliniu spausdintuvu, naudojant sidabro nanodalelių rašalą. Jutiklis gali matuoti odos impedansą, kuris žinomas kaip kompleksinė varža, ir dažnai naudojamas drėgmės kiekiui odoje įvertinti. Didėjant drėgmės kiekiui odoje, didėja jos elektrinis laidumas. Dėl to mažėja odos kontakto su elektrodais impedansas, o jutiklio fiksuojamą mažėjantį impedansą galima sieti su odos drėgnumo lygiu“, – pasakoja J. Gineitytė.

Ji atkreipia dėmesį, kad impedanso matavimui reikalinga sudėtinga aparatūra, kurią sunku sutalpinti į nedidelę, dėvėjimui tinkamą mikroschemų sistemą. Todėl šio projekto metu stengiamasi parodyti, kad dviejų elektrodų sistema gali atlikti matavimus, kuriems pakanka paprastesnio, lengviau sumažinamo iki patogaus nešiojimui dydžio, aparato. 

Kaip vieną didesnių jutiklio privalumų Justina įvardija tai, kad elektrodai yra gaminami iš sidabro, turinčio didesnį jautrumą reaguoti su chlorido jonais nei su kitais prakaite esančiais jonais. „Per jutiklį leidžiant nedidelio stiprio elektros srovę, galima išmatuoti laiką, per kurį visi chlorido jonai nusėda ant jo paviršiaus, ir tiksliai nustatyti jų koncentraciją žmogaus prakaite. Chlorido jonai yra gausiausia jonų populiacija žmogaus prakaite, o jų koncentracijos anomalijos leidžia diagnozuoti ligas, pavyzdžiui, cistinę fibrozę. Taigi jutiklis galėtų nustatyti ne tik bendrą elektrolitų kiekį prakaite, bet ir įvertinti vieno specifinio jono koncentraciją. Toks jutiklio multidimensiškumas padėtų visapusiškai įvertinti žmogaus sveikatos būklę, suteiktų papildomo patikimumo“, – teigia J. Gineitytė.  

Kuriama jutiklių sistema prilygs pleistro konstrukcijai, kad jutikliai liestų žmogaus odą ir galėtų būti drėkinami prakaitu, o prietaise esančios elektrinės jungtys, matavimo ir duomenų siuntimo bei apdorojimo elementai būtų apsaugoti nuo tiesioginio sąlyčio su tiriamuoju. Kuriamas jutiklis yra mechaniškai tvirtas, kad galėtų veikti ilgą laiką, o lankstus polimeras, ant kurio jis atspausdintas, leidžia prietaisui gerai priglusti prie odos, todėl kuriama sveikatos stebėjimo sistema turėtų būti patogi dėvėti.
 

Galerija

Panašios naujienos

VILNIUS TECH lankėsi Eslingeno universiteto rektorius: dėmesys tarptautiniam bendradarbiavimui ir transporto inžinerijos inovacijoms
VILNIUS TECH lankėsi Eslingeno universiteto rektorius: dėmesys tarptautiniam bendradarbiavimui ir transporto inžinerijos inovacijoms
VILNIUS TECH universitete lankėsi Vokietijos Eslingeno universiteto (Hochschule Esslingen) rektorius prof. Christof Wolfmaier. Vizito metu aptartos universitetų bendradarbiavimo perspektyvos, studentų ir dėstytojų akademinių mainų galimybės, susipažinta su VILNIUS TECH ir VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakulteto mokslo ir studijų infrastruktūra, vykdomais moksliniais tyrimais bei studentų inžineriniais projektais. Tarptautinė partnerystė – naujos galimybės studijoms ir mokslui VILNIUS TECH strateginės partnerystės prorektorius doc. dr. Adas Meškėnas susitikimo metu pabrėžė tarptautinio bendradarbiavimo svarbą stiprinant universiteto akademinį ir mokslinį potencialą. „Tarptautinė partnerystė yra viena svarbiausių universiteto strateginės plėtros krypčių. Bendradarbiavimas su užsienio aukštosiomis mokyklomis suteikia naujų galimybių studentams, dėstytojams ir mokslininkams, skatina keitimąsi žiniomis bei gerąja patirtimi. Džiaugiamės stiprėjančiais ryšiais su Eslingeno universitetu ir tikimės, kad jau įgyvendintos bendros veiklos taps pagrindu naujoms iniciatyvoms studijų, mokslinių tyrimų ir inovacijų srityse“, – teigė VILNIUS TECH strateginės partnerystės prorektorius doc. Adas Meškėnas. Bendradarbiavimas, grindžiamas akademiniais mainais ir patirties sklaida VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakultetą ir Eslingeno universitetą jau sieja aktyvus akademinis bendradarbiavimas. Pagal Vokietijos akademinių mainų tarnybos (DAAD) remiamą mainų programą Transporto inžinerijos fakulteto studentai tris kartus lankėsi Eslingeno taikomųjų mokslų universitete, kur turėjo galimybę susipažinti su studijų procesu, mokymo ir mokslinių tyrimų infrastruktūra bei taikomais inžinerinio rengimo principais. Universitetų bendradarbiavimą taip pat stiprino dėstytojų vizitai, kurių metu buvo dalijamasi akademine patirtimi, aptariami studijų organizavimo, mokymo metodų ir mokslinės veiklos klausimai. Eslingeno universiteto rektoriaus vizitas VILNIUS TECH tapo dar viena galimybe įvertinti jau įgyvendintas bendras veiklas ir aptarti tolesnes partnerystės plėtros kryptis. Dėmesio centre – transporto inžinerijos moksliniai tyrimai ir laboratorijos Vizito VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakultete metu Eslingeno universiteto rekrorius prof. dr. Christof Wolfmaier, kuris pagal savo išsilavinimą yra transporto srities atstovas, apžiūrėjo transporto inžinerijos ir logistikos laboratorijų erdves, susipažino su jose naudojama įranga, vykdomais moksliniais tyrimais ir praktinio studentų rengimo galimybėmis. Ypatingo svečio dėmesio sulaukė fakultete vykdomi moksliniai projektai autonominio transporto ir geležinkelių transporto srityse. Šios kryptys yra aktualios tiek Lietuvos, tiek Vokietijos transporto sektoriams, kuriuose vis didesnę reikšmę įgyja automatizavimas, skaitmenizacija, saugumas ir tvarūs technologiniai sprendimai. Diskusijų metu aptartos šiuolaikinės transporto inžinerijos plėtros tendencijos, mokslinių tyrimų rezultatų pritaikymo praktikoje galimybės ir universitetų vaidmuo rengiant specialistus sparčiai besikeičiančiam transporto sektoriui. Nuo mokslinių tyrimų iki studentų sukurtų transporto priemonių Ne mažiau įdomi vizito dalis buvo skirta studentų praktiniams inžineriniams projektams. Svečias apžiūrėjo fakulteto klasikinį ir elektrinį kartingus, susipažino su jų techniniais sprendimais bei kitomis studentų įgyvendinamomis idėjomis. Tačiau vien apžiūra vizitas neapsiribojo. Prof. dr. Christof Wolfmaier pats išbandė studentų sukonstruotą pneumatinį kartingą, kurio judėjimui naudojama suslėgtojo oro energija. Tai netradicinis inžinerinis sprendimas, leidžiantis studentams praktiškai pritaikyti kompiuterizuotos inžinerijos, mechanikos, pneumatikos, transporto priemonių konstrukcijos ir valdymo žinias. Svečias taip pat turėjo galimybę pasivažinėti studentų sukurtu elektromobiliu ir tiesiogiai susipažinti su jų praktinės inžinerinės veiklos rezultatais. Tokie projektai atskleidžia, kad transporto inžinerijos studijos neapsiriboja teorinėmis žiniomis. Studentai turi galimybę patys projektuoti, konstruoti, eksperimentuoti, išbandyti savo sprendimus ir tobulinti juos realiomis sąlygomis. Naujos galimybės tarptautinei partnerystei VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakulteto dekano prof. dr. Olego Prentkovskio teigimu, tokie vizitai yra svarbūs ne tik instituciniams ryšiams palaikyti, bet ir naujoms bendradarbiavimo galimybėms kurti. „Džiaugiamės, kad bendradarbiavimas su Eslingeno universitetu jau turi konkrečių rezultatų – įgyvendinti studentų akademiniai mainai, vyko dėstytojų vizitai, užmegzti profesiniai ryšiai. Mums ypač svarbu, kad tarptautinė partnerystė suteiktų studentams galimybę įgyti naujos patirties, susipažinti su kitų šalių inžineriniais sprendimais ir plėsti savo profesinį akiratį. Taip pat malonu, kad mūsų svečias domėjosi fakultete vykdomais moksliniais tyrimais, o studentų sukurta transporto technika galėjo įsitikinti ne tik teoriškai, bet ir praktiškai“, – sako fakulteto dekanas. Vizito metu išryškėjo abiejų universitetų bendras interesas plėtoti tarptautinį akademinį mobilumą, skatinti dėstytojų ir mokslininkų bendradarbiavimą bei ieškoti galimybių bendroms studijų ir mokslinių tyrimų iniciatyvoms. Eslingeno universiteto rektoriaus vizitas dar kartą patvirtino, kad tarptautinis bendradarbiavimas, moksliniai tyrimai ir praktinė studentų inžinerinė veikla yra svarbios šiuolaikinio technologijų universiteto stiprybės.       Foto: Alekso Jauniaus
Plačiau
Eslingeno universiteto rektoriaus vizitas: dėmesio centre – transporto inžinerijos moksliniai tyrimai ir laboratorijos
Eslingeno universiteto rektoriaus vizitas: dėmesio centre – transporto inžinerijos moksliniai tyrimai ir laboratorijos
VILNIUS TECH lankėsi Vokietijos Eslingeno universiteto (Hochschule Esslingen) rektorius prof. Christof Wolfmaier. Vizito metu aptartos universitetų bendradarbiavimo perspektyvos, studentų ir dėstytojų akademinių mainų galimybės, susipažinta su VILNIUS TECH ir Transporto inžinerijos fakulteto mokslo ir studijų infrastruktūra, vykdomais moksliniais tyrimais bei studentų inžineriniais projektais. VILNIUS TECH strateginės partnerystės prorektorius doc. dr. Adas Meškėnas susitikimo metu akcentavo tarptautinio bendradarbiavimo svarbą stiprinant universiteto akademinį ir mokslinį potencialą. „Tarptautinė partnerystė yra viena svarbiausių universiteto strateginės plėtros krypčių. Bendradarbiavimas su užsienio aukštosiomis mokyklomis suteikia naujų galimybių studentams, dėstytojams ir mokslininkams, skatina keitimąsi žiniomis bei gerąja patirtimi. Džiaugiamės stiprėjančiais ryšiais su Eslingeno universitetu ir tikimės, kad jau įgyvendintos bendros veiklos taps pagrindu naujoms iniciatyvoms studijų, mokslinių tyrimų ir inovacijų srityse“, – teigė VILNIUS TECH strateginės partnerystės prorektorius doc. Adas Meškėnas. Bendradarbiavimas, grindžiamas akademiniais mainais ir patirties sklaida  VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakultetą ir Eslingeno universitetą jau sieja aktyvus akademinis bendradarbiavimas. Pagal Vokietijos akademinių mainų tarnybos (DAAD) remiamą mainų programą Transporto inžinerijos fakulteto studentai tris kartus lankėsi Eslingeno taikomųjų mokslų universitete, kur turėjo galimybę susipažinti su studijų procesu, mokymo ir mokslinių tyrimų infrastruktūra bei taikomais inžinerinio rengimo principais. Universitetų bendradarbiavimą taip pat stiprino dėstytojų vizitai, kurių metu buvo dalijamasi akademine patirtimi, aptariami studijų organizavimo, mokymo metodų ir mokslinės veiklos klausimai. Dėmesio centre – transporto inžinerijos moksliniai tyrimai ir laboratorijos Vizito Transporto inžinerijos fakultete (TIF) metu Eslingeno universiteto rektorius prof. dr. Ch.Wolfmaier, kuris pagal savo išsilavinimą yra transporto srities atstovas, apžiūrėjo transporto inžinerijos ir logistikos laboratorijų erdves, susipažino su jose naudojama įranga, vykdomais moksliniais tyrimais ir praktinio studentų rengimo galimybėmis. Ypatingo svečio dėmesio sulaukė fakultete vykdomi moksliniai projektai autonominio transporto ir geležinkelių transporto srityse. Šios kryptys yra aktualios tiek Lietuvos, tiek Vokietijos transporto sektoriams, kuriuose vis didesnę reikšmę įgyja automatizavimas, skaitmenizacija, saugumas ir tvarūs technologiniai sprendimai. Diskusijų metu aptartos šiuolaikinės transporto inžinerijos plėtros tendencijos, mokslinių tyrimų rezultatų pritaikymo praktikoje galimybės ir universitetų vaidmuo rengiant specialistus sparčiai besikeičiančiam transporto sektoriui. Ne mažiau įdomi vizito dalis buvo skirta studentų praktiniams inžineriniams projektams. Svečias apžiūrėjo fakulteto klasikinį ir elektrinį kartingus, susipažino su jų techniniais sprendimais bei kitomis studentų įgyvendinamomis idėjomis. Studentų sukonstruotą pneumatinį kartingą, kurio judėjimui naudojama suslėgtojo oro energija, išbandė ir pats svečias. Šis kartingas – netradicinis inžinerinis sprendimas, leidžiantis studentams praktiškai pritaikyti kompiuterizuotos inžinerijos, mechanikos, pneumatikos, transporto priemonių konstrukcijos ir valdymo žinias. Svečias taip pat turėjo galimybę pasivažinėti studentų sukurtu elektromobiliu ir tiesiogiai susipažinti su jų praktinės inžinerinės veiklos rezultatais. Tokie projektai atskleidžia, kad transporto inžinerijos studijos neapsiriboja teorinėmis žiniomis. Studentai turi galimybę patys projektuoti, konstruoti, eksperimentuoti, išbandyti savo sprendimus ir tobulinti juos realiomis sąlygomis. Naujos galimybės tarptautinei partnerystei TIF dekano prof. dr. Olego Prentkovskio teigimu, tokie vizitai yra svarbūs ne tik instituciniams ryšiams palaikyti, bet ir naujoms bendradarbiavimo galimybėms kurti. „Džiaugiamės, kad bendradarbiavimas su Eslingeno universitetu jau turi konkrečių rezultatų – įgyvendinti studentų akademiniai mainai, vyko dėstytojų vizitai, užmegzti profesiniai ryšiai. Mums ypač svarbu, kad tarptautinė partnerystė suteiktų studentams galimybę įgyti naujos patirties, susipažinti su kitų šalių inžineriniais sprendimais ir plėsti savo profesinį akiratį. Taip pat malonu, kad mūsų svečias domėjosi fakultete vykdomais moksliniais tyrimais, o studentų sukurta transporto technika galėjo įsitikinti ne tik teoriškai, bet ir praktiškai“, – sako fakulteto dekanas. Vizito metu išryškėjo abiejų universitetų bendras interesas plėtoti tarptautinį akademinį mobilumą, skatinti dėstytojų ir mokslininkų bendradarbiavimą bei ieškoti galimybių bendroms studijų ir mokslinių tyrimų iniciatyvoms. Eslingeno universiteto rektoriaus vizitas dar kartą patvirtino, kad tarptautinis bendradarbiavimas, moksliniai tyrimai ir praktinė studentų inžinerinė veikla yra svarbios šiuolaikinio technologijų universiteto stiprybės.
Plačiau