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Das Team von NTU Singapore entwickelt ein tragbares Gerät, das in 10 Minuten 3D-Bilder der Haut erstellt

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BILD: (Von links nach rechts) Zu den Mitgliedern des NTU-Forschungsteams gehören der Assistenzprofessor Grzegorz Lisak von der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwesen der NTU, der Doktorand Yi-Heng Cheong, der Erstautor der Studie Mehr

Bildnachweis: NTU Singapur

Ein Team der Nanyang Technological University, Singapur (NTU Singapore) hat ein tragbares Gerät entwickelt, das innerhalb von 10 Minuten hochauflösende 3D-Bilder der menschlichen Haut erstellt.

Das Team sagte, dass das tragbare Hautkartierungsgerät (Imaging) verwendet werden könnte, um die Schwere von Hauterkrankungen wie Ekzemen und Psoriasis zu bewerten.

Eine 3D-Hautkartierung könnte für Ärzte nützlich sein, da die meisten Geräte zur Beurteilung des Hautzustands nur 2D-Bilder der Hautoberfläche liefern. Da das Gerät auch die Tiefe der Rippen und Rillen der Haut bei bis zu 2 mm abbildet, kann es auch bei der Überwachung der Wundheilung helfen.

Das Gerät drückt einen speziell entwickelten Film auf die Haut des Motivs, um einen Abdruck von bis zu 5 x 5 Zentimetern zu erhalten, der dann einer elektrischen Ladung ausgesetzt wird und ein 3D-Bild erzeugt.

Die Forscher entwarfen und druckten einen Prototyp ihres Geräts in 3D mit Polymilchsäure (PLA), einem biologisch abbaubaren Biokunststoff. Das batteriebetriebene Gerät mit den Maßen 7 x 10 cm wiegt nur 100 Gramm (siehe Bild 1).

Der in NTU gefertigte Prototyp wird zu einem Bruchteil der Kosten von Geräten mit vergleichbaren Technologien entwickelt, wie z. B. OCT-Geräten (Optical Coherence Tomography), die Tausende von Dollar kosten und bis zu 30 Kilogramm wiegen können.

Der Assistenzprofessor Grzegorz Lisak von der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwesen der NTU, der die Forschung leitete, sagte: „Unser nicht-invasives, einfaches und kostengünstiges Gerät könnte zur Ergänzung der derzeitigen Methoden zur Diagnose und Behandlung von Hautkrankheiten eingesetzt werden. In ländlichen Gebieten, in denen dies nicht der Fall ist.“ Wenn nicht medizinisch geschultes Personal Zugang zur Gesundheitsversorgung hat, kann es mit dem Gerät Hautkarten erstellen und diese zur Beurteilung an Ärzte senden. „

Dr. Yew Yik Weng, beratender Dermatologe am National Skin Center und Assistenzprofessor an der Lee Kong Chian School of Medicine der NTU, gab einen unabhängigen Kommentar dazu ab, wie das Gerät für Kliniker nützlich sein kann: „Die Technologie ist ein interessanter Weg Abbildung der Oberflächentextur der menschlichen Haut. Dies könnte eine nützliche Methode sein, um die Hautstruktur und die Wundheilung in 3D abzubilden. Dies ist besonders wichtig in Forschung und klinischen Studien. Da das Gerät batteriebetrieben und tragbar ist, gibt es viele Möglichkeiten von Potenzial in seiner Entwicklung zu einem Instrument für die Beurteilung von Behandlungspunkten in klinischen Umgebungen. „

Asst Prof. Dr. Yew fügte hinzu: „Das Gerät könnte besonders in Studien zur Wundheilung nützlich sein, da uns derzeit ein Tool fehlt, mit dem die Länge und Tiefe von Hautkämmen abgebildet werden kann. Derzeit stützen wir uns in unseren Studien auf Fotos oder Messungen, die dies könnten Geben Sie nur eine 2D-Bewertung an. „

Der Erstautor der Studie, Herr Fu Xiaoxu, ein Doktorand der NTU School of Civil and Environmental Engineering, sagte: „Das 3D-Hautkartierungsgerät ist einfach zu bedienen. Darüber hinaus ist lediglich eine 1,5-V-Trockenbatterie erforderlich Es ist ein Beispiel für eine grundlegende, aber sehr effektive Anwendung der Elektrochemie, da keine teure elektronische Hardware erforderlich ist. “

Veröffentlicht in der wissenschaftlichen Zeitschrift Analytica Chimica Acta In diesem Monat wurde die Technologie von Asst Prof. Lisak, der auch Direktor des Residues & Resource Reclamation Center am Nanyang Umwelt- und Wasserforschungsinstitut (NEWRI) ist, und seinem Doktoranden Fu Xiaoxu entwickelt.

Die „goldene“ Lösung für 3D-Skin-Mapping

Die Schlüsselkomponente des NTU-Geräts ist ein Polymer namens PEDOT: PSS, das üblicherweise in Sonnenkollektoren verwendet wird, um Licht in Elektrizität umzuwandeln. Das Team fand jedoch eine andere Verwendung für seine elektrische Leitfähigkeit – die Reproduktion von Hautmustern auf goldbeschichteten Filmen. Gold wird verwendet, da es eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und Flexibilität aufweist.

Um das Gerät zu verwenden, drückt eine Person einen Knopf, um den goldbeschichteten Film auf die Haut des Probanden zu drücken und einen Abdruck zu erhalten. Dadurch wird Talg, eine von der Haut produzierte ölige Substanz, auf den Film übertragen, wodurch ein Abdruck der Hautoberfläche entsteht (siehe Video).

Als nächstes wird der Abdruck der Haut auf das tragbare Gerät übertragen, wo ein Satz Elektroden in eine Lösung eingetaucht wird. Mit einem weiteren Knopfdruck löst das Gerät einen elektrischen Ladungsfluss aus, wodurch sich PEDOT: PSS auf den Oberflächen des goldbeschichteten Films in Bereichen ablagert, die nicht mit Talg bedeckt sind. Dies führt zu einer hochauflösenden 3D-Karte der Haut, die die Rippen und Rillen der Haut des Probanden widerspiegelt.

Anhand von Schweinehaut als Modell zeigten die Forscher, dass die Technologie das Muster verschiedener Wunden wie Einstiche, Schnittwunden, Abschürfungen und Einschnitte abbilden konnte.

Das Team zeigte auch, dass sogar das komplexe Netzwerk von Falten auf dem Handrücken eines Menschen auf dem Film festgehalten werden kann. Der dünne Film ist auch flexibel genug, um Merkmale auf unebenen Hautbereichen wie Ellbogenfalten und Fingerabdrücken abzubilden.

Asst Prof. Lisak fügte hinzu: „Das Gerät hat sich auch beim Heben von Fingerabdrücken als wirksam erwiesen und liefert ein hochauflösendes 3D-Bild ihrer Eigenschaften.“ (Siehe Bild 2)

Asst Prof. Dr. Yew kommentierte die möglichen Verwendungszwecke des Geräts wie folgt: „Das Gerät kann bei der Identifizierung von Fingerabdrücken hilfreich sein, was üblicherweise bei forensischen Analysen durchgeführt wird. Das Gerät könnte ein höheres Maß an Genauigkeit bieten, wenn es um die Unterscheidung zwischen ähnlichen Abdrücken geht. aufgrund der 3D-Natur seiner Bilder. „

Um die Wirksamkeit weiter zu überprüfen, prüft das Team die Durchführung klinischer Studien im Laufe dieses Jahres, um die Machbarkeit ihres Geräts sowie andere mögliche therapeutische Anwendungen zu testen.

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Dies ist ein automatisch übersetzter Artikel. Er kann nur einer groben Orientierung dienen. Das Original gibt es hier: EurekAlert! – Breaking News

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