Giyilebilir Sağlık Teknolojisinde Devrim: Kendini Onaran Elektronik Deri Üretildi

Yazan Tuba Günvar

21 Şubat 2025 | 13 Mart 2025 | Kategori: Güncel / Literatür, Yapay Zeka Print

Bilim insanları, vücuda yapışarak biyolojik verileri sürekli olarak izleyebilen ve kendini hızla onarabilen bir elektronik deri geliştirdi. Bu yenilik, kişisel sağlık verilerinin takibini daha güvenilir hale getirerek, gerçek zamanlı tıbbi izleme sistemlerinde devrim yaratabilir. Science Advances dergisinde yayımlanan araştırmaya göre yeni nesil e-deri, sEMG, EKG ve eklem hareketlerinin takibi gibi pek çok biyometrik ölçümü yapabiliyor. Bu e-derinin en dikkat çekici özelliklerinden birisi ise fiziksel hasar gördüğünde kendi kendini çok hızlı bir şekilde tamir edebilmesi ve mobil cihazlara doğrudan bağlanabilmesi olarak açıklandı.

Uzmanlar bu teknolojinin yapay zeka destekli analiz sistemleriyle birleşerek, hastalık yönetimi ve rehabilitasyon süreçlerinde çığır açabilecek bir potansiyele sahip olduğunu belirtiyor. Giyilebilir tıp teknolojisinde önemli bir adım olarak değerlendirilen bu yeni e-deri, gelecekte erken hastalık teşhisi, uzaktan hasta takibi ve yorgunluk analizi gibi alanlarda yaygın olarak kullanılabilir.

Dünyanın En Küçük Biyomedikal Robotu: Sağlıkta Yeni Bir Dönem Başlıyor

Gerçek Zamanlı Sağlık Takibi İçin Yeni Nesil E-Cilt

Mobil cihazlara bağlanarak veri iletebilen e-deri başta elektromiyografi (sEMG), elektrokardiyografi (EKG) ve eklem hareketi takibi gibi çeşitli biyofiziksel parametreleri sürekli olarak ölçerek kullanıcılara gerçek zamanlı sağlık takibi imkanı sunuyor. Geliştirdikleri bu teknolojinin kişiselleştirilmiş tıp alanında büyük bir potansiyele sahip olduğunu vurgulayan çalışmanın yazarlarından Dr. Yangzhi Zhu, şu saptamayı yapıyor:

“Kendini onarabilen bu elektronik deri, kesintisiz sağlık takibini mümkün kılarak, hastalara özel tedavi planı geliştirilmesine katkı sağlayabilir. Ayrıca erken teşhis ve tedavi süreçlerini iyileştirebilir. Özellikle kronik hastalık takibi ve yaşlı bakımında devrim niteliğinde bir işlevi olabileceğini düşünüyoruz.”

E-Cildin Teknik Yapısı ve Onarım Mekanizması

Esnek ve dayanıklı bir termoplastik poliüretan (TPU) tabanlı polimer kullanılarak üretilen e-deri, hem yumuşak hem de mekanik olarak güçlü segmentlerden oluşuyor. Kendini onarma mekanizması, TPU’nun hidrojen bağları sayesinde hızlıca yeniden bağlanabilme yeteneği ile sağlanıyor.

Araştırmacılar, TPU matrisine bis disülfit entegre ederek hücre içi disülfit bağlarının oluşumunu teşvik etti ve böylece materyalin kendi kendini onarma kapasitesini arttırdı. Buna ek olarak, isoforon diizosiyanat içeren TPU matrisi, polimer zincirlerin daha esnek hale gelmesini sağladı. Politetrametilen eter glikol segmentleri ise malzemenin cilt benzeri bir doku kazanmasına yardımcı oldu. Gümüş nanotel ağı, cilt ile doğrudan temas sağlayarak biyometrik verilerin güvenilirliğini artırdı.

Hücrelere ‘Akıllı’ Özellikler Kazandıran Yeni Teknoloji Tıpta Devrim Yaratabilir

Yapay Zeka Destekli Analiz Sistemi

Araştırmacılar, elektromiyografi (sEMG) sinyal modellerini öğrenerek kas yorgunluğunu belirleyebilen iki katmanlı bir konvolüsyonel sinir ağı modeli geliştirdi. Bu sistemin kas yorgunluğunun erken teşhisini sağlayarak yaralanma risklerini önceden tespit edebildiğini söyleyen Dr. Yangzhi Zhu, şu bilgileri paylaşıyor:

“E-derinin günlük kullanıma ve aşırı fiziksel koşullara dayanıklı olması, uzun vadeli klinik uygulamalar için büyük bir avantaj sağlıyor. Bu teknoloji, hassas sağlık takibi, yapay zeka destekli teşhis sistemleri, uzaktan hasta izleme ve yorgunluk analizi gibi alanlarda büyük bir potansiyele sahip.”

Bilim insanları, bu teknolojinin yalnızca erken teşhis ve bireysel sağlık versi takibi için değil, rehabilitasyon ve nörolojik bozuklukların yönetimi gibi daha geniş klinik uygulamalarda da kullanılabileceğini öngörüyor.

Araştırmanın Özeti

Hızlı Kendini Onaran Elektronik Deri ile Makine Öğrenimi Destekli Fizyolojik ve Hareket Değerlendirmesi
Gelişmekte olan elektronik deriler (E-deri), sürekli ve gerçek zamanlı elektrofizyolojik izleme imkanı sunmaktadır. Ancak günlük mekanik aşınmalar, bu sistemlerin işlevselliğini olumsuz etkileyerek mekanik hasara karşı dayanıklı ve kendini onarabilen E-derilere olan ihtiyacı artırmaktadır. Mevcut malzemeler, yavaş iyileşme sürelerine sahip olup, güvenilir sinyal ölçümünü zorlaştırmaktadır. 1 dakika içinde kendini onaramayan malzemeler, ticari kullanıma sunulmaları önünde büyük bir engel oluşturmaktadır. 1 dakika içinde %80 iyileşme sağlayabilen bir bileşim henüz bildirilmemiştir.

Yapay zekâ ile geliştirilen DNA anahtarları gen tedavisinde devrim yaratabilir

Bu çalışmada, fiziksel ve fizyolojik biyoinformasyonun gerçek zamanlı izlenmesine uygun, hızlı kendini onaran bir E-deri sunulmaktadır. E-deri, herhangi bir dış uyaran gerekmeksizin fiziksel hasar sonrası 10 saniye içinde fonksiyonlarının %80’inden fazlasını geri kazanabilmektedir. Ayrıca, su altında ve farklı sıcaklık koşulları gibi zorlu çevresel ortamlarda bile güvenilir biyometrik değerlendirme sağlamaktadır. Sağlık değerlendirmelerinde etkinliğini kanıtlayan bu sistem, %95’in üzerinde doğruluk oranına ulaşarak giyilebilir kas gücü analizinde ve yapay zeka destekli yorgunluk tespitinde üstün performans göstermektedir. Bu çalışma, hızlı kendini onarma özelliği sayesinde E-deri teknolojisinin gelişimini hızlandırmakta ve ileri düzey sağlık izleme sistemlerine yeni bir perspektif sunmaktadır.