皮膚貼り付け型の『ナノメッシュセンサー電極』を開発

最終更新日:2018年4月25日

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臨床工学技士コラム

皮膚貼り付け型の『ナノメッシュセンサー電極』を開発

2017.08.31

近年、軽量で伸縮性の高い「薄膜フィルム」や「ゴムシート」などを皮膚に密着することによって、より高精度な生体信号を計測できる『次世代のウェアラブル電子機器』の開発が盛んに行われている。

科学技術振興機構(JST)は7月18日、染谷隆夫氏(東京大学大学院工学系研究科教授)、天谷雅行氏(慶應義塾大学医学部教授)、理化学研究所などの共同研究グループによって、1週間皮膚に貼り続けても明らかな炎症反応が見られず、装着感がなく、軽量で極薄のナノメッシュ電極の開発に成功したと発表した。

この研究はJSTの戦略的創造研究推進事業として行われたもので、同研究成果は、17日付けの英科学誌「Nature Nanotechnology」(オンライン速報版)にて公開された。

「薄いフィルム」・「ゴムシート」のウェアラブル電子機器は安全性に課題

これまでに同研究グループは、皮膚に貼り付けることができる「血中酸素濃度計」や「タッチセンサーアレイ」などを開発していた。

しかし、薄いフィルムやゴムシート型のデバイス開発ではガス透過性が低いことによって、汗などの分泌への阻害があることなどから、皮膚科学的な見地で「長期間使用できる安全性」については証明できていない課題があった。

1週間貼り続けても炎症無し、1万回の屈曲でも導電性を保持

今回、研究グループは、生体適合性に優れる金と高分子(ポリビニルアルコール)から構成された『ナノサイズのメッシュ型電極』を開発

シート状に作製したこのナノメッシュ電極を皮膚の上に載せて、霧吹きなどで水を吹きかけるだけで簡単に皮膚に貼り付け可能で、指紋・汗腺などの微細な凹凸にも沿って形成でき、軽量でかつ高い伸縮性を有し、高いガス透過性をもつため本来の皮膚呼吸が可能になっている。これによって、1週間皮膚に貼り続けても炎症反応を起こすことはないという。

さらに人差し指の第2関節に『ナノメッシュ電極』を貼り付け、指の屈曲を1万回繰り返しても導電性は失われず、皮膚に合わせて伸縮しても高い導電性を示したとしている。

患者の負担なく生体情報を計測、スポーツ分野にも応用

今回の研究成果によって、同研究グループでは、医療・介護現場において患者に負担のない生体情報計測を行えることや、運動に影響を与えずに自然な運動を行う中での、スポーツ選手のモーションや生体情報を正確に計測し解析できるようになることなどが期待できるとしている。

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