Terinspirasi Paru-Paru Manusia, MIT Ciptakan Hydrogel "Bernapas" untuk Monitoring Kesehatan Jantung

AYOJAKARTA.COM - Teknologi sensor kesehatan yang dapat dipakai (wearable) telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir.

Banyak orang menggunakan perangkat ini untuk memantau perubahan tubuh secara terus-menerus.

Namun, perangkat yang menempel lama di kulit seringkali menyebabkan masalah.

Hydrogel tradisional yang kaya air dapat menjebak panas dan keringat. Hal ini memicu iritasi kulit dan mengganggu akurasi pembacaan sensor.

Kini, tim insinyur dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) berhasil menciptakan solusi inovatif.

Mereka mengembangkan hydrogel baru yang memiliki jaringan saluran udara mikroskopis di dalamnya.

Teknologi ini terinspirasi langsung dari struktur paru-paru manusia yang sangat efisien dalam mengalirkan udara.

Meskipun material ini mengandung 70 persen air, oksigen tetap bisa melewatinya dengan sangat mudah.

Para peneliti menggunakan resep hydrogel biasa dan menambahkan partikel silika aerogel.

Partikel ini berfungsi seperti gelembung udara berbentuk padat yang menolak air.

Selama proses produksi, partikel-partikel tersebut menyatu membentuk saluran udara yang saling terhubung.

Jaringan ini memungkinkan oksigen dan uap air bergerak bebas di dalam material.

Hebatnya, saluran udara tersebut tidak hancur atau terisi air meski materialnya sangat basah.

Inovasi ini sangat bermanfaat untuk monitoring kesehatan jantung. Tim peneliti mengadaptasi hydrogel tersebut menjadi elektroda untuk merekam sinyal elektrokardiogram (ECG).

Dalam pengujian saat bersepeda, sensor ini terbukti lebih stabil dibandingkan sensor konvensional.

Saat keringat mulai menumpuk, elektroda biasa sering menghasilkan sinyal yang tidak jelas.

Sebaliknya, elektroda hydrogel "bernapas" dari MIT tetap memberikan hasil rekaman jantung yang jernih selama dan setelah olahraga.

Selain akurat, material ini juga sangat nyaman digunakan. Dalam pengujian, suhu kulit di bawah sensor MIT turun sekitar 1 derajat Celsius setelah berolahraga.

Hal ini berbeda jauh dengan patch silikon biasa yang meningkatkan suhu kulit hingga 6,5 derajat Celsius.

Hydrogel ini juga memungkinkan keringat menguap dengan efisien sehingga kulit tetap kering.

Sepuluh sukarelawan mencoba sensor ini selama satu jam olahraga berat. Hasilnya, tidak ada satu pun yang melaporkan rasa gatal atau iritasi kulit.

Daya tahan material ini juga sangat luar biasa. Sensor tetap mampu merekam sinyal ECG yang stabil meskipun dipakai terus-menerus selama 10 hari.

Sinyal tetap terekam jelas saat pengguna tidur, bekerja, hingga berjalan kaki.

Xuanhe Zhao, peneliti senior dari MIT, menyatakan bahwa teknologi ini sangat potensial untuk perangkat medis dan pembalut luka di masa depan.

"Banyak jaringan dan implan hasil rekayasa membutuhkan transportasi oksigen yang efisien untuk menjaga kelangsungan hidup sel, dan material kami menawarkan cara untuk meningkatkan pertukaran gas sekaligus mempertahankan lingkungan terhidrasi yang dibutuhkan sel" kata Zuanhe Zhao, dilansir dari sciencealert.

Material ini berhasil mengatasi keterbatasan hydrogel lama dengan menjaga sirkulasi oksigen yang baik tanpa kehilangan kelembutannya.***