Vědec, který celý svůj profesní život zasvětil senzorům, přišel po čtyřletém bádání s čidlem, které samo ukáže, že je obvaz již potřeba vyměnit.

Na senzoru, který nahlásí, kdy má být obvaz vyměněn, jste pracoval čtyři roky. Čím je unikátní?
Unikátní je v tom, že ušetří nejen práci, ale zvýší i efektivitu ve zdravotnictví. Bandážové čidlo totiž zefektivní výměnu obvazu. A to jak z pohledu hojení, tak i z ekonomiky ošetření. Ve chvíli, kdy díky senzoru vyměníte obvaz v optimální čas, tak jednak nedevastujete ránu kvůli častým převazům, či případně ránu nezatěžujete jejím mokváním, a zároveň tak ušetříte převazový materiál. Navíc nepotřebuje ke své funkci žádný přístroj, jen vaše oči.

Jak senzor pozná, že je již obvaz potřeba vyměnit?
Samotný obvaz se po převazu postupně nasycuje roztokem, který vytéká z rány, takzvaným exsudátem. Ve chvíli, kdy exsudát dorazí na povrch bandáže se senzorem, tak jej aktivuje a on se zbarví z původní šedé barvy do téměř černé barvy. A to znamená, že se má obvaz vyměnit. Reakce senzoru na tekutinu je prakticky okamžitá, ale zároveň i tuto citlivost umíme nastavit.

Docent Tomáš Syrový v laboratoři

Když se neznalý člověk na senzor zadívá, připomene mu buď vystřihovánku z „ábička“ či trošku abstraktní otisk ze žvýkačky. Jak se tedy vyrábí?
Celý senzor je vytisknutý na papír pomocí speciálních inkoustů. I když se to na první pohled nezdá, vrstev je na tak slabounkém proužku sedm.

Říkal jste, že se vytiskne?
Ano. Vyrábí se tiskem, kdy zde za minutu vytisknout až dvacet metrů, což znamená tisíce senzorů za minutu. Senzor je opatřen i samolepicí vrstvou, aby s ním byla při aplikaci snadnější manipulace. Samotný tisk probíhá na sítotiskovém stroji. Dalo by se to aplikovat i na jiné technologie tisku, ale sítotisk je v současné době velmi výhodný. Při něm se postupně tiskne sedm různých vrstev, které se vhodně překrývají a ve výsledku vytvoří požadovanou funkci. Navíc tisk umožňuje i větší flexibilitu. Lze tak bandážový senzor vytvořit od proužků jeden centimetr na deset, který je určen pro „klasické“ rány, až po půlmetrové bandáže při hlubokých ranách u břišních partií.

Co bylo při výzkumu nejtěžší?
U senzoru, který je v kontaktu s lidským tělem, bylo vůbec nejtěžší skloubit všechny požadavky na funkci a vybalancovat vše tak, aby to bylo lehce tisknutelné. Žádná z komponent navíc nesmí být v žádném případě toxická a nesmí nijak ohrožovat hojení rány.

V době elektronických vychytávek a mobilních aplikací je zajímavé, že je tento senzor bez žádného „online“ sledování. Proč?
Máte pravdu. Dalo by se říci, že je to jen trošku sofistikovanější lakmusový papírek. Ale má to své opodstatnění. Senzor je tak autonomní, nepotřebuje žádný přístroj a může jej využívat jak sestřička v nemocnici, tak i pacient doma, který bude vědět, že jakmile se indikační proužek zbarví do tmavé barvy, je třeba obvaz vyměnit, nebo zajít na převaz.

A kdy se váš vynález dostane z laboratoře mezi uživatele?
Nyní jednáme s jedním průmyslovým partnerem, ale ještě nás čeká klinická studie, kdy se musí ještě řádně otestovat. Když půjde vše podle plánu, tak by se senzor mohl na trhu objevit za 12 až 24 měsíců.

Tato novinka mezi senzory však není jediná, která poslouží zdravotnictví.
To není. Například jsme vyvinuli senzor do plen, který detekuje stav jejich nasycení. Senzor je napojen na bezdrátovou komunikační jednotku, která posílá data o stavu naplnění do sesterny, kde sestra může sestra pozorovat desítky pacientů najednou. Na vývoji spolupracujeme s Centrem organické chemie a Fatrou Napajedla. Směrem k jeho požadavkům nadnárodního partnera se provádí řada ověřovacích testů, kdy každý provozní test je obsahuje přibližně 40 kilometrů senzorů, aby se ověřila nějaká změna v receptuře tiskových formulací či designu senzoru. Je nezbytné vždy ověřit, zda vše sedí, jak má, a zda jsou výsledky tisku reprodukovatelné. Pokud vše dobře dopadne, tak již za nedlouhou dobu by mohly tyto pleny usnadnit práci sestrám například na LDN.

Pomyslná studna vašich senzorických nápadů je však takřka bezedná. Co v ní ještě člověk nalezne?
S kolegy z Mendelovy univerzity a Západočeskou Univerzitou vyvíjíme senzory pro detekci těžkých kovů ve vodách, jako je olovo, kadmium, měď, zinek, či chrom. Ten najde uplatnění například u orientačních analýz. Přemýšleli jsme i nad tím, že by tento senzor mohl být i uživatelsky přívětivý a mohl si ho koupit i běžný uživatel, který by tak například mohl kontrolovat vodu ve vodovodním řadu či ve své studni. S zmíněným ZČÚ a OTK Group také pracujeme na chytrých štítcích, tedy tenkých samolepkách, které komunikují s mobilním telefonem a umějí měřit teplotu v čase, například při přepravě potravin či teplotně citlivých léčiv. Rádi bychom i v budoucnu udělali verzi se senzorem na otřesy, který by člověk mohl přilepit na zásilku a vy při dodání pak může zjistit, zda s ním někdo nešetrně zacházel v rámci doručení.

Když se vrátím k obvazovým senzorům a dalším čidlům, tak je zajímavé, že někde ctíte moderní technologie a jinde jste při zemi a hlavní roli hraje pouze obyčejný papír. Čím je to?
Dle mě je potřeba pohlížet vždy na konkrétní aplikaci a její potřeby. Žijeme v digitálním světě, kdy lidé mají rádi různé vychytávky na mobilu a kdyby to šlo, tak s nadsázkou říkám, že by snad mobilem i rádi splachovali. Ale jsou produkty, které se bez moderních technologií obejdou. Třeba právě senzor u obvazů.

Naopak v situaci, kdy potřebujeme získávat data opakovaně a sledovat nějaké trendy, či se dle nich následně řídit, tak rádi používáme moderní bezdrátové technologie, které jsme použili u již zmíněných plen, či u IoT senzorů, které nám například umožní na desítky kilometrů od nás měřit teplotu půdy, její vlhkost, či množství světla. A to jsou aplikace, které vyvíjíme s ZČU a VÚRV v projektu SmartField. Ten je zaměřen na precizní zemědělství, kde je naším cílem dát zemědělcům levný a efektivní nástroj, který jim umožní sledovat stav jejich polí, skleníků a luk na dálku. To jim umožní se snáze rozhodovat o jejich činnostech, a to může přispět i k zefektivnění jejich zemědělské výroby.

Máte nějaký svůj badatelský sen?
Asi snad ne, v podstatě budu moc rád, když si senzory které vyvíjíme, najdou své uživatele, kterým pomohou v jejich životech, či činnostech.