BIOSENZORI I APLICAIILE LOR

BIOSENZORI I APLICAIILE LOR

Ing. Ecaterina VASLUIANU

Facultatea de Textile-Pielrie i Management Industrial

din Iai

ISTORIC

Printele conceptului de biosenzor este considerat Leland C. Clark Jnr. n 1956 el

a publicat articolul despre electrodul de oxigen cu ajutorul cruia putea fi msurat nivelul de oxigen dizolvat n sngele pacienilor sub operaie [1]. n 1962 ntr-un simpozion la New York Academy of Sciences el a descris cum pot fi fcui senzorii electrochimici mai inteligeni prin adugarea pe suprafaa traductorului a unor enzime prinse ntre dou membrane. El a ilustrat conceptul printr-un experiment n care glucoz-oxidaza era imobilizat ntre dou membrane pe suprafaa electrodului de oxigen astfel, prin msurarea scderii concentraiei de oxigen, se putea msura nivelul deglucoz din snge. n 1969 Guilbault i Montalvo au fost primii care au ataat enzimele la un electrod poteniometric. Ei au construit un biosenzor de uree bazat pe imobilizarea ureazei cu o membran selectiv ce permite trecerea ionului amoniu. Tot n acest an Gerald Vurek i Robert Bowman au construit primul senzor cu fibr optic pentru analiz clinic, un colorimetru care msura legarea elementelor din tubulii rinichiului. n 1974 au fost construii primii biosenzori calorimetrici bazai pe efectele termice care nsoesc reaciile biochimice (C.L. Cooney, J.C.Weaver, S.R. Tannebaum, S.R. Faller, D.V. Shields, M. Jahnke, K. Mosbach, B. Danielsson).

Un an major pentru tehnologia biosenzorilor a fost 1975 cnd tehnologia biosenzorilor a cunoscut o nou revoluie atunci cnd Divis a sugerat folosirea bacteriilor pe post de bioreceptori n aa numiii electrozi microbieni (folosii iniial pentru msurarea alcoolului). Acest articol a marcat i nceputul folosirii biosenzorilor n controlul mediului nconjurtor. Tot n acest an ideile lui Clark au fost folosite pentru prima oar n scopuri comerciale de ctre Yellow Springs Instrument Company (Ohio) care a lansat pe pia un senzor de glucoz amperometric bazat pe detecia apei oxigenate (peroxidului de hidrogen). De asemenea n 1975 Lubbers i Opitz au contruit un biosenzor optic (numit de ei optod) construit dintr-un indicator imobilizat pe o fibr optic i capabil s msoare dioxidul de carbon sau oxigenul. Ei au construit apoi i un biosenzor optic pentru alcool imobiliznd alcooloxidaza la captul fibrei optice a senzorului de oxigen. Astzi snt disponibili pe pia o serie ntreag de optozi pentru msurarea pH-ului, pCO2, pO2 ns optozii cu enzime nu snt nc foarte rspndii.

n 1976 Clemens a ncorporat un biosenzor de glucoz ntr-un pancreas artificial care a fost apoi i comercializat sub denumirea de Biostator. Cu toate c Biostatorul nu mai este astzi disponibil pe pia, VIA Medical (San Diego) a introdus de curnd un analizator de glucoz care face msurtori semi-continue. Tot n 1976 La Roche (Elveia) a introdus Analizorul de Lactate LA640 n care era folosit un mediator solubil, hexacianoferatul, pentru a trasporta electronii de la lactat dehidrogenaz la electrodul care fcea msurtoarea propriu-zis. Cu toate c la acea vreme acesta nu s-a dovedit a fi un succes comercial, privit retrospectiv are o importan istoric mare fiind precursorul noilor generaii de biosenzori folosind mediatori.

O avansare major n domeniul aplicaiilor in vivo ale biosenzorilor de glucoz a constituit-o articolul din 1982 al lui Shichiri care a descris primul electrod (de tip ac) implantat subcutanat. Diversele companii inspecteaz i astzi aceast posibilitate fr ca nc s existe vreun dispozitiv de uz general, ci numai dispozitive n stadiul experimental. Ideea de a construi imunosenzori care s foloseasc imobilizarea anticorpilor pe un traductor piezoelectric sau poteniometric a fost explorat nc de la nceputul anilor 70 ns de-abia n 1983 B. Liedberg, C. Nylander i I. Lundstrm au obinut un astfel de biosenzor care s aib i valoare comercial. Ei au folosit plasmonul de suprafa pentru a monitoriza reaciile n timp real. n 1984 A.P.F. Turner a descris folosirea ferocenului pe post de mediator imobilizat; acesta este folosit mpreun cu oxidoreductazele la construcia unor biosenzori cu enzime ieftini. Acest lucru a deschis drumul ctre un mare numr de biosenzori cu mediatori (biosenzori de a doua generaie).

n 1990 Gold i Ellington au fost primii care au folosit aptametre (fragmente de acizi nucleici) pe post de bioreceptori, iar de atunci au aprut un numr imens de articole pe tema lor. Aceste molecule se dovedesc a avea multe avantaje fa de folosirea anticorpilor i este posibil s le nlocuiasc n mare parte.

CE SUNT BIOSENZORII?

Biosenzorii sunt biodispozitive sau pri ale acestora, care recepioneaz substane. Clasa biodispozitivelor este extins i include i clasa biosenzorilor.

Prin biodispozitiv se nelege un ansamblu de pri electrice, biologice, mecanice, optice ca elemente active (traductoare, amplificatoare, de caracterizare etc.) i a unor elemente de interconectare, capsule, terminale, microcanale de alimentare cu biolichid ca elemente de conectare cu mediul extern.

Un biosensor este un dispozitiv analitic care convertete un rspuns biologic ntr-un semnal electric. Obiectivul unui biosensor este producerea discret sau continu a unui semnal electronic digital care este proporional cu un semnal analitic sau cu un grup de analii [2].

Un dispozitiv integrat conine un element de recunoatere biologic i un traductor capabil s detecteze reacia biologic i s-o converteasc ntr-un semnal care poate fi procesat. n mod ideal, senzorul ar trebui s fie constituit dintr-un singur element aa nct s nu mai fie necesar adugarea altor ageni la matricea mostrei pentru a se obine rspunsul dorit.

Exist un numr de analii (substanele int care trebuie detectate) care sunt msurate n domeniul biologic: pH; presiunea parial a dioxidului de carbon (pCO2), presiunea parial a oxigenului (pO2), concentraia ionilor de sodiu, potasiu, calciu, clor. Totui, aceti senzori nu folosesc elemente de recunoatere biologic ci sunt considerai senzori chimici. n mod normal, un element de recunoatere biologic este o protein sau un complex proteinic care este capabil s recunoasc un analit particular, n prezena mai multor componente n cadrul complexului biologic matricial. Aceast definiie a fost lrgit pentru a include i oligonucleotidele. Procesul de recunoatere implic o reacie chimic sau biologic i traductorul trebuie s fie capabil s detecteze nu numai reacia dar i extensia acesteia. Un sensor ideal trebuie s aib un domeniu selectiv, s fie rapid, s confere un rspuns de ncredere pentru analit iar semnalul generat de sensor trebuie s fie proporional cu concentraia analitului.

Biosenzorul const n cuplarea spaial ntre un substrat biologic activ (receptorul) imobilizat pe un traductor de semnal (dispozitiv electronic) i un circuit electronic de amplificare. Toate aceste elemente integrate ntr-o singur capsul poart numele de biocip. n figura 1. este prezentat schematic structura bloc a unui biosenzor.

Figura 1. Prezentarea schematic a unui biosensor

O problem specific a biosenzorilor este imobilizarea receptorilor pe suprafeele dispozitivelor electronice, existnd mai multe metode, astfel:

- adsorbia biomoleculelor pe suprafee (ce utilizeaz forele de adeziune, iar alteori

forele de atracie electrostatic);

- captarea biomoleculelor n geluri din polimeri (fixarea moleculelor este mai sigur);

- crearea unor reacii chimice prin care biomoleculele se leag covalent de elementele

traductorului.

Un biosenzor este un traductor analitic care convertete un rspuns biologicntr-un semnal electric (figura 2.). Termenul biosenzor este deseori folosit pentru a acoperi procedeele senzoriale sonore cu scopul de a determina concentraia de substane i ali parametrii de interes biologic chiar dac nu utilizeaz un sistem biologic direct.

Un biosenzor de succes trebuie s aib cteva din urmtoarele trsturi:

- biocataliza trebuie s fie specificat pentru scopul analizei, s fie stabil, sub condiii

normale de depozitare i exceptnd cazul de enzime colorimetric s arate o bun stabilitate peste un numr mare de incercri ( peste 100);

- reacia trebuie s fie la fel de independent cum sunt parametrii fizici agitai, pH i

temperatura s fie realizate. Aceasta ar permite analiza mostrei cu un pretratament

minim. Dac reacia implic cofactori sau coenzime acestea ar trebui, de preferat, s fie

co-imobilizate cu enzime;

- rspunsul ar trebui s fie corect, precis, reprodus i liniar peste irurile analitice, far

diluare sau concentrare. De asemenea, ar trebui s fie eliberate de sunetele electrice;

- dac biosenzorul este pentru a fi folosit pentru monitorizaren situaii chimice, sonda

trebuie s fie mic i biocompatibil neavnd toxine sau efecte de antigen;

- biosenzorul complet ar trebui s fie ieftin, mic, portabil i capabil s fie folosit de

operatori semi-calificai;

- ar trebui s existe o pia comercial pentru biosenzori.

Figura2. Diagrama schematic arat principalele componente a unui biosenzor a= biocatalizator; b= traductor; c= amplificator; d= procesor; e= monitor

Biocatalizatorul (a) convertete substratul n produs. Aceast reacie este determinat de traductorul (b) care l convertete ntr-un semnal electric. Informaia ieit din traductor este amplificat (c) i afiat pe (e).

Componenta principal a unui biosensor este traductorul care face posibil folosirea informaiei privind schimbarea fizic ce nsoete reacia. Aceasta poate fi:

cldura dezvoltat (sau adsorbit) de reacie (biosenzorii calorimetrici);

schimbrile n distribuia sarcinii cauznd producerea unui potenial electric (biosenzori poteniometrici);

micarea electronilor produs ntr-o reacie redox (biosenzori amperometrici);

lumina rezultat din timpul reaciei sau diferena de lumin adsorbit dintre reactani si produii de reacie (biosenzori optici);

efecte datorate masei reactanilor sau produilor de reacie (senzori piezo-electrici).

Biosenzorii moderni au evoluat din combinarea a dou discipline separate: tehnologia informaional, (microcircuite i fibre optice, procesare numeric a datelor, teoria general a sistemelor cu comportare neliniar) i biologia molecular. Prima furnizeaz electrozi miniaturali sau senzori optici, tehnica de preluare i procesare a informaiei, iar a doua, pune la dispoziie biomolecule care recunosc o substan int. Aplicaiile acestor dispozitive sunt cu att mai variate cu ct moleculelencorporate sunt mai variate.

CLASIFICAREA BIOSENZORILOR

Biosenzorii por fi clasificai astfel:

1) Biosenzori de afinitate. Analitul nu se modific chimic n timpul msurtorii. El doar se leag de receptor. La sfrit el poate fi ndeprtat chimic sau prin splare.

2) Biosenzori de metabolism. Aici substratul biologic se consum printr-o reacie chimic cu analitul. Se formeaz un nou produs. Starea iniial se poate reface dup completa consumare a analitului. Exemplu: se dorete detectarea microorganismului Helycobacter Pylor n substana purttoare - suc gastric. n metabolismul su, acest microb produce NH3 (amoniac). Aadar, senzorul nu va detecta microbul n sine, ci concentraia de amoniac.

3) Imunosenzori. Detectarea substanelor de tip antigen (Ag) se face cu ajutorul anticorpilor (Ac), pe principiul "lact-cheie". Anticorpii sunt proteine cu molecule n form de Y (numite imunoglobuline). n vrfurile Y-ului sunt doar dou locuri, unde se poate leaga un singur tip de antigen. Aceti anticorpi sunt produi de organism ca rspuns la o anumit substan strin (antigen), pe care nu o poate elimina prin fagocitoz (funcia celulelor care diger bacterii i alte corpuri strine ptrunse n organism) i creia, n ultim instan, i "ncurc planurile", legndu-se de ea: Ac+Ag ( AcAg. Exemplu: n referina [4] se descrie un biosenzor cu material piezoelectric acoperit cu anticorpi pentru Candida Albicans (microorganism din familia fungilor). n timp de aproximativ o or celulele receptoare au captat ntre 106 i 108 celule de Candida A., avnd ca rezultat scderea frecvenei de rezonan a cristalului piezoelectric cu 0,5...1,4kHz.

4) Senzori biomimetici. Cu ajutorul acestor senzori se detecteaz semnale fizice (sunet, stres mecanic, lumin) pe baza interaciunii lor cu substratul biologic activ (receptorul).

DOMENII DE APLICARE

Biosenzorii au o arie larg de aplicare, ncepnd de la sisteme de monitorizare a vieii pn la elemente ncorporate n organismul uman; aadar biosenzorii sunt aplicai n urmtoarele domeniile:

medicin;

industria textil

- industria alimentar.

Folosirea biosenzorilorn medicin

n cadrul unui program de sntate public internaional, s-au lansat trei direcii principale de lucru n urmtorii zece ani:

1) sporirea accesului individual la actul medical decizional, prin intermediul telemedicinei i internetului. Pacientul se poate informa despre boala sa, se autourmrete n timpul tratamentului (cu ajutorul unor biodispozitive, biosenzori) i poate fi monitorizat de la distan de ctre medic.

2) creterea rolului geneticii n depistarea precoce, prevenirea i corectarea unor boli. O echipa internaional de cercettori lucreaz la dezvoltarea unui biosenzor capabil s detecteze proteinele cancerigene din organism i s le monitorizeze. Tehnologia aflat la baza acestui biosenzor cu aplicaie medical este aceeai cu cea utilizat n cadrul sistemelor de navigare sau a celor folosite pentru declanarea airbagurilor din maini. Cercettorii sper ca biosenzorul, care are forma unui disc i nu este mai mare dect un fir de praf, va ajuta doctorii s detecteze i s monitorizeze tipurile de cancer cele mai rspndite, stabilind care este tratamentul cel mai adecvat pentru combaterea bolii.

3) Electronic healthcare sau orientarea noilor tehnologii electronice micro i nano spre ngrijirea sntii.

n scopul ndeplinirii acestor trei deziderate se va lucra intens n urmtoarele arii:

a) Telemedicina se refer la crearea unei reele de comunicaii de tip Internet, ntre: unitatea medical, unitatea farmaceutic i pacient. Acest sistem poate servi la ngrijiri medicale la domiciliul pacientului, permite consultaii profesionale de la distan, ori rezolv cazuri de urgen pentru pacienii aflai n locuri izolate.

b) Analize biologice. n acest sens, se dorete realizarea unor biosenzori ce pot fi utilizai direct de ctre pacient. Momentan exist sisteme de monitorizare individual a glicemiei i ureei. Din punct de vedere al plasrii biodispozitivelor, exist dou metode de abordare: (1) metode invazive (in vivo), cnd biodispozitivul este implantat n corpul pacientului (aici elementul cheie este gsirea de materiale biocompatibile); (2) metode ne-invazive (in vitro), cnd se preleveaz snge sau alt biolichid (printr-o puncie spre exemplu), iar apoi analiza se efectueaz n afara corpului.

c) Monitorizarea pacienilor are n vedere totalitatea metodelor de transmitere n timp util, a tuturor parametrilor msurai cu ajutorul biosenzorilor, spre un centru medical decizional (fizic sau virtual). Interpretarea analizelor se va face fie de ctre o persoan fizic, fie de ctre un software specializat.

d) Crearea de dispozitive implantabile pentru: regenerarea funciei unor organe, tratamentul bolilor cronice, nregistrarea de semnale biologice, proteze pentru diferite organe.

e) Chirurgie cu invazie minim. Tehnica laparoscopic a minimizat mult invazia n actul chirurgical. Finalul acestei curse ar fi intervenia chirurgical la nivel celular. Acest domeniu reprezint o cerere continu pentru industria de micro- i nano-componente electronice.

f) Succesul geneticii, care este condiionat de existena unor nano-instrumente i nano-dispozitive, necesare manipulrii materialului genetic.

Domeniile aplicate incluznd medicina, terapia fizic pot beneficia de pe urma introducerii biosenzorilor. Totui, biosenzorii nu sunt limitai nici unui grup de persoane, ei sunt particular folosii pentru handicapai. Chiar i indivizii complet paralizai au activitate electricn corpul lor, care poate fi detectat.

O aplicaie a unui biosenzor dezvoltat pentru handicapai este un instrument electronic care produce muzic de la semnalele bioelectrice. nainte de a fi trecut la MIDI, semnalele sunt analizate pentru intensitatea specific i caracteristicile spectrale pentru fiecare individ. Dac muchii sunt disfuncionali sau slbii, semnalele pot fi amplificate conform nivelului de tensiune i relaxare. Aceste absorbaii ale semnalului sunt apoi interpretate la controlul volumului,nlimii, ritmului i a altor aspecte ale compoziiei muzicale.

Aplicaiile medicale sunt vzuten diagnosticul i corectarea neregulilor ochiului, de exemplu n corectarea strabismului. Strabismul este o anomalie n care ochii nu sunt aliniai cum trebuie i aceasta nu se micn conformitate cu cealalt. Aceasta poate fi corectat prin operaie dar folosirea curent a prismelor pentru a determina gradul necesar de corecie nu este foarte corect. Biosenzorii depistnd micarea ochilor pot determina cu o corectitudine mare, numrul de graden ambele planuri x i y pe care ochii trebuie s le regleze.

Tocmai cnd biosenzorii pot fi folosii pentru a determina o multitudine de corectri ale ochilor, de asemenea pot fi folosite pentru a antrena ochiul aa cum poate fi un mecanism de absorbie la exerciiile jocului video pentru depistarea ochiului rendreptat. Aceeai metod pentru antrenarea muchiului printr-un joc video poate fi folosit pentru reabilitarea anumitor grupuri poteniali de muchi, la fel i biosenzorii pot fi obinuii pentru a detecta nivele de activitate ale muchilor pentru cele mai musculoase grupuri. n acelai fel reabilitatea poate folosi biosenzori ca un mecanism de absorbie pentru exerciile video, deci industria jocurilor video poate folosi biosenzori ca un alt puternic procedeu de absorbie pentru disctracie.

De asemenea, contribuind la terapia fizic biosenzorii pot ajuta la crearea unor programe obinuite de exerciii pentru pacienii i atleii rnii sau pot fi folosii de atlei pentru a verifica condiia musculaturii i pot fi conectai la o multitudine de mecanisme externe de monitorizare.

Folosirea biosenzorilorn industria textil

n anul 1980 profesorul D. F. Williams de la universitatea din Liverpool a definit pentru prima dat termenul debiomaterie ca i un material neviabil folosit n fabricarea unui dispozitiv medical cu scopul de-a reaciona cu sisteme biologice(Williams 1987).Folosind aceleai criterii de explicitare, termenul biotextil poate fi definit ca o structur compus din fibre textile destinat utilizrii ntr-un domeniu biologic specific( implanturi chirurgicale), unde randamentul este n funcie de interaciunea sa cu celulele i fluidele biologice , n condiiile biocompatibilitii i biostabilitii sale(King, 1991).

Termenul de biomcompatibilitate se refer la abilitatea unui biomaterial de a cauza o reacie acceptabil din punct de vedere celular i biologic din partea mediului gazd , cu scopul de a minimaliza pe ct posibil un rspuns strin i inflamator din partea gazdei(King, 2001). S-a acceptat ideea, cum c vindecarea are loc mai rapid dac se folosete un biomaterial inert, pe care corpul l poate accepta mai bine.S-au fcut multe progrese majore n modificare proprietilor suprafeei de implant, pentru a le conferii un grad mai mare de biocompatibilitate.

Termenul de biostabilitate a fost definit i de profesorul Williams definindu-l ca

abilitatea unui biomaterial de-ai menine dimensiunile iniiale , precum i proprietile mecanice i chimice n timpul unui implant de lung durat sau expunerea la un mediu biologic strin. Aceasta e o necesitate evident pentru implanturile de lung durat ;n primul rnd c perioada de funcionare a implantului ar trebui s depeasc cea a vieii pacientului.n unele cazuri, precum n cele n care se folosec proteze vasculare din poliester pentru a nlocui aorta arterial la pacienii mai n vrst care sufer de asterocleroz, s-a adeverit, dar n cazul pacienilor mai tineri suferind de aceeai problem nu a fost posibil.(King, 1985).

n America de Nord i Europa se resimte o scdere continu i sever de esuturi umane , viabile i compatibile,precum i de organe, n scopul transplantelor nspre pacienii bolnavi i rnii.Cei care primesc transplanturi trebuie s urmeze un regim de anti-imunitate mpotriva transplantului pe parcursul ntregii viei, fiind pasibili infeciilor, dezvoltrii unor tumori i alte efecte secundare.Reconstrucia chirurgical folosind esut al aceluiai pacient este o metod alternativ , dar nu este posibil ntodeauna , datorit lipsei esutului viabil al donatorului.Este adevrat n cazul operaiilor standard privind nlocuirea arterelor cu by-pass, unde disponibilitatea venelor saprofite sau glandele mamare sunt limitate.Pentru alte transplanturi, cum ar fi transplanturile de rinichi sau cornee, mica disponibilitate a dontarilor compatibili este factorul perturbator.nlocuirea cu mecanisme sintetice revine deci, ca o a treia opiune , multe cercetri fiind n curs pentru a reduce riscul infectrii i formrii cheagurilor de snge i pentru a perfeciona biostabilitatea aparatelor precum valve ale inimii i transplanturi de piele endovasculare.

Ingineria esuturilor din perspectia In Vivo Route

n unele aplicaii, cum ar fi repararea nervilor periferici separai, generaia esuturilor fibroplastice conectoare,poate fi distructiv prevenind neuronul apropiat din creterea sa i reataarea acestuia elementului situat departe de origine.Pentru a nu se ntmpla aa ceva , un nerv ngust sub form de tub, esut din din fir de PGA reutilizabil, servind ca i o membran de aprare.Folosind bioestura plin cu factori prielnici dezvoltrii pentru a se alipi rdcinilor neurale, neuronul se regenereaz crendu-se o punte de opt milimetrii,stabilindu-se o distan optim activitilor neurale.[6]

Figura 3. Ilustrarea minii artnd cum trei nervi au fost reparai cu ajutorul resorbirii neurotubului tubular prin ghidarea nervilor

Un alt exemplu al folosirii textilelor biologice pentru ingineria esuturilor in vivo este suportul cardiac exterior tricotat. Inimile pacienilor care sufer de congestie pulmonar au capabilitate defectoas de a pompa sngele n corp.n timp ce inimile lor ncearc s compenseze deficiena, pompnd mai rapid, dimensiunile inimii se dilate , i deoarece valvele inimii nu cresc la fel de repede precum inima, devin din ce n ce mai neeficiente exacerbnd starea de boal.n ncercarea de a stopa dilatarea inimilor, compania Acorn CardioVascular inc. ,au realizat un aparat ngust din polistier care vine strns legat n jurul inimii bolnave.Studiile fcute asupra animalelor demonstreaz nu numai faptul c aparatul oprete procesul de dilatare a inimii , dar i mbuntete funcionalitatea cardiac i eficiena pomprii sngelui n organism lsnd celulele miocarde bolnave s se regenereze i s se remodeleze. n alte cuvinte , implantul aparatului inverseaz starea de boal , aceast alternativ fiind o inovaie terapeutic pentru pacienii care sufer de efecte secundare ale tratamentelor cu medicamentele prescrise [5].

Figura 4. Mecanismul de susinere cardiac CorCap , o mpletitur din fibre de poliester multifilamentar

Textile cu biosenzori care msoar tensiunea

De la stnga: Tensiunea polimerului este condus prin ecartament n estura cu fire conductive; brant inteligent folosind spum pentru presarea senzorilor; pantoful inteligent; sensibilitatea optic n pantof.

Conductibilitatea polimerilor electroactivi este capabil de a conduce sarcina de ncrcare prin structura sa polimeric. Polimerii pot fi acoperiti pe un substrat material in scopul de a genera piezo-rezistena textilelor pentru aplicaii erodabil detectate.Spuma poliuretan a fost acoperit cu un polypyrrole i folosit ca o presiune a senzorilor pentru a evalua micrile psihologice incluznd respiraia i micrile ncheieturilor. Cel mai mare avantaj al acestei ci este acela c senzorii rein textura natural a materialului, n consecin meninnd confortul.

Aceti senzori multilaterali au fost integrai n branturile pantofului pentru analizele la purtare i de asemenea n adidai pentru a observa respiraia i micrile ncheieturilor. Aceasta aduce testri psihologice n afara laboratoarelor i n decor mai realist.

Integrarea senzorilor biochimici n textile furnizeaz numeroase beneficii sntoase prin permiterea ndeprtrii observrii semnelor vitale i diagnosticarea rapid a bolilor sau neregulilor metabolismului. Beneficiile indirecte reduc costurile sociale medicale.[4]

Proiectul BIOTEX se axeaz pe dezvoltarea dedicat tehnicilor biochimice-sensibile pentru a observa prin senzori fluidele corpului distribuite pe un substrat textil. estura n sine devine senzor i poate fi integrat ntr-o hain potrivit. Scopul reprezint o complet ptrundere care permite pentru prima oar monitorizarea fluidelor corpului prin senzori distribuii pe un substrat textil i ndeplinirea msurilor biochimice.

Se dezvolt o estur bazat pe senzori calorimetrici pentru a monitoriza pH-ul unei transpiraii. Un pH recent vopsit este imobilizat pe un substrat de material i un sistem pereche LED de detectare este folosit pentru a observa schimbarea culorii pH-ului sensibil al esturii.

Un acces calorimetric este luat pentru a dezvolta o estur bazat pe senzorul pH. Aceasta implic folosirea pH-ului vopsit care are diferite proprieti de absorbie depinznd de pH-ul lor. LEDs au fost alei pentru a indeplini acest sensing optic aa cum ele sunt componente multilaterale care au fost demonstrate c acioneaza ca detectori la fel de bine ca i sursa de lumin. Aciunea LEDs ca i surs de lumin i detectorul au costuri i putere mic dorit de orice aplicaie.[3]

Bibliografie

1. Fundamentals and Applications. Oxford University Press, Oxford. 770p.

2. Turner, A.P.F., Karube, I. and Wilson, G.S. (1987) Biosensors:

3. http://www.dcu.ie/chemistry/asg/coyleshi/files/pHsensor.htm

4. http://www.dcu.ie/chemistry/asg/coyleshi/files/gait_breath.htm

5. Aigner, J., Tegeler, J., Hutzler, P. et al. (1998), Cartilage tissue engineering with novel nonwoven structured biomaterial based on hyaluronic acid benzyl ester, J Biomed Mater Res 42 , 172-181.

6. Li, Y., Ma, T. and Yang, S.T. et al. (2001), Thermal compression and characterization of 3 dimensional nonwoven PET matrices as tissue engineering scaffolds, Biomaterials 22, 609-618.

R

E

C

E

P

T

O

R

TRADUCTOR

(DISPOZITIV

ELECTRONIC)

Substane purttoare de diveri ligani

Semnal electric

(I, V)

Circuit

electronic

de

amplificare