Артрит — хроническое воспаление суставов, которым страдают больше 350 млн человек по всему миру. Болезнь сопровождается болью, скованностью и снижением подвижности, особенно в холодную или влажную погоду.
Один из проверенных способов облегчения симптомов — термотерапия, то есть прогревание пораженной области. Однако традиционные средства, такие как грелки и пластыри, часто неудобны — они громоздкие, плохо удерживают температуру и не приспособлены к переменам окружающей среды или движениям тела. Все это ограничивает их эффективность и безопасность.
Ученые из Даляньского технологического университета (Китай) предложили альтернативу: мягкое носимое устройство, которое автоматически включает подогрев в ответ на изменения температуры кожи и погодных условий. Результаты исследования опубликованы в журнале Microsystems & Nanoengineering.
В основе разработки — сверхтонкая гибкая структура с тонким нагревателем на основе золота на полиимидной пленке, которая легко растягивается, изгибается и плотно прилегает к суставам, например, к коленным. Система включает два сенсора: температурный (на основе золота) и влажности (на органическом полимере PEDOT), а также миниатюрный нагреватель Joule. Все элементы интегрированы в эластичную полиимидную пленку и подключены к гибкой управляющей схеме с передачей данных по Bluetooth.
Устройство отслеживает температуру и влажность кожи в реальном времени и включается только при необходимости. Оно нагревается до комфортных 45°C всего за секунду и поддерживает тепло с точностью до 0,1°C. В испытаниях на людях система успешно повышала локальную температуру даже на улице и снижала уровень влажности кожи. С помощью фотоплетизмографии исследователи также подтвердили улучшение кровотока — важный фактор в облегчении боли.
Разработка выдержала больше 1 тыс. циклов использования, оставаясь стабильной при ходьбе, растяжке и беге. Перезаряжаемая батарея, беспроводное управление и комфортная посадка делают устройство пригодным для повседневного ношения. В перспективе технологию планируют интегрировать в одежду, бинты и другие терапевтические решения для помощи при травмах, нарушениях кровообращения и в системах умной реабилитации.
Ранее Наука Mail рассказывала, вредно ли хрустеть пальцами.