Trong một báo cáo về kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature số ra ngày ngày 18 tháng 1, các nhà khoa học đến từ đại học Y khoa Washington Washington tại St. Louis và Đại học Illinois tại Urbana-Champaign (UIUC), Hoa Kỳ cho biết họ đã cùng nhau hợp tác và phát triển thành công một loại cảm biến siêu nhỏ và siêu mỏng, có khả năng theo dõi nhiệt độ của não và áp lực bên trong hộp sọ vốn được đánh giá là những thông số quan trọng về tình trạng của não bộ sau chấn thương hoặc phẫu thuật não. Đặc biệt, cảm biến sau khi được cấy ghép có thể tự hòa tan và hấp thụ vào cơ thể một cách an toàn nên việc phẫu thuật lấy cảm biến ra khỏi cơ thể là không cần thiết, các nguy cơ biến chứng như nhiễm trùng, phản ứng miễn dịch hay xuất huyết nhờ đó cũng được giảm thiểu đáng kể.

Đứng đầu nhóm nghiên cứu là John A. Rogers - giáo sư chuyên ngành khoa học và kỹ thuật vật liệu, Đại học Illinois và Wilson Ray - giáo sư phẫu thuật thần kinh tại Đại học Washington ở St. Louis. Các nhà khoa học cho biết mặc dù cảm biến được thiết kế dành riêng cho não bộ nhưng họ hy vọng sẽ tiếp tục nghiên cứu thêm những cảm biến giám sát hậu phẫu tương tự dành riêng cho các bộ phận khác trên cơ thể.

Rogers, giám đốc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Vật liệu Frederick Seitz tại Illinois cho biết đây là thiết bị cấy ghép y sinh học điện tử hết sức mới mẻ. Những thiết bị kiểu này có thể được điều chỉnh để dễ dàng thích nghi và cảm nhận dòng chất lỏng, sự chuyển động, độ pH hoặc các đặc tính nhiệt độ để tương thích với bụng, tứ chi hoặc não bộ.

Đối với những trường hợp chấn thương hoặc phẫu thuật não, các bác sỹ buộc phải theo dõi tình trạng sưng tấy có thể xảy ra, đồng thời, xác định áp suất bên trong hộp sọ bằng các thiết bị giám sát cũ kĩ, lạc hậu. Các thiết bị với kích thước cồng kềnh và sử dụng dây khá nhiều được coi là yếu tố gây nhiều phiền phức, và khó khăn cho quá trình điều trị bởi nó hạn chế hoạt động, di chuyển, làm tăng nguy cơ biến chứng như nhiễm trùng hay phản ứng miễn dịch ở bệnh nhân, từ đó, ảnh hưởng đáng kể đến quá trình phục hồi bằng phương pháp điều trị vật lý trị liệu. Trong khi đó, cảm biến mới có kích thước thậm chí nhỏ hơn một hạt gạo, có thể kết nối và cung cấp dữ liệu không dây và đặc biệt là nó có khả năng tan vào cơ thể sau một khoảng thời gian nhất định nên ít gây ra những chấn thương tâm lý hơn cho bệnh nhân.

Mô cấy cảm biến được làm từ vật liệu axit polylactic-go-glycolic và silicon. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm cảm biến trong phòng tắm nước muối và não của loài chuột bạch. Hiện các nhà nghiên cứu đang lên kế hoạch thử nghiệm trên bệnh nhân trong thời gian tới. Kinh phí cho dự án được cấp bởi Cơ quan nghiên cứu các dự án quốc phòng cao cấp (DARPA), Viện Y tế quốc gia Hoa Kỳ (NIH) và Viện Y học Howard Hughes.

Thiết bị mới kết hợp công nghệ silicon có thể hòa tan được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Rogers - Đại học Illinois tại Urbana-Champaign (UIUC), Hoa Kỳ. Cảm biến với kích thước siêu nhỏ được gắn trên tấm silicon siêu mỏng và có thể thực hiện chức năng phân hủy sinh học. Sau một khoảng thời gian được cấy ghép vào cơ thể, nó sẽ tự hòa tan trong chất dịch lỏng của cơ thể. Phương pháp trị liệu này hoàn toàn mới và rất an toàn trong y học.

Nhóm của Rogers đã hợp tác với Paul V. Braun - giáo sư chuyên ngành khoa học và kỹ thuật vật liệu, đại học Illinois với mục đích nghiên cứu cách thức làm tăng độ nhạy của tấm silicon cho phù hợp với mức áp lực nội sọ. Họ cũng bổ sung vào hệ thống một cảm biến nhiệt độ nhỏ và kết nối với một thiết bị truyền tín hiệu video không dây có kích thước bằng một con tem, cảm biến sau đó được cấy dưới lớp da đầu trên đỉnh của hộp sọ.

Nhóm nghiên cứu của đại học Illinois cùng với các chuyên gia chuyên khoa chấn thương sọ não tại Đại học Washington đã tiến hành cấy ghép thiết bị cảm biến trên chuột nhằm mục đích đánh giá hiệu suất và mức độ tương hợp sinh học. Sau thử nghiệm, các nhà khoa học đã đưa ra kết luận rằng nhiệt độ và áp suất đo được từ các cảm biến hòa tan kết hợp với thiết bị giám sát thông thường cho kết quả hoàn toàn chính xác.

Hiện các nhà nghiên cứu đang lên kế hoạch tiến tới áp dụng công nghệ mới nhằm thử nghiệm trên người trong thời gian tới để từ đó, có thể phát triển và mở rộng các ứng dụng y sinh học khác.