Bioniczne plastry

Inżynierowie MIT zaprojektowali coś, co może być plastrem przyszłości: lepki, rozciągliwy, żelowy materiał, który może zawierać czujniki temperatury, diody LED i inną elektronikę, a także maleńkie zbiorniki i kanały do ​​dostarczania leków. Materiał uwalnia lek w odpowiedzi na zmiany temperatury skóry i można go zaprojektować tak, aby zapalał się, jeśli, powiedzmy, poziom leku jest niski.

Kiedy opatrunek jest nakładany na bardzo elastyczny obszar, taki jak łokieć lub kolano, rozciąga się wraz z ciałem, zachowując wbudowaną elektronikę funkcjonalną i nienaruszoną.

Ta historia była częścią naszego wydania z marca 2016 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Kluczem do projektu jest matryca hydrożelowa zaprojektowana przez Xuanhe Zhao, profesora nadzwyczajnego inżynierii mechanicznej. Hydrożel jest gumowatym materiałem, składającym się głównie z wody, przeznaczonym do silnego wiązania się z powierzchniami takimi jak złoto, tytan, aluminium, krzem, szkło i ceramika, umożliwiając osadzanie elektroniki.

W dzienniku Zaawansowane materiały zespół donosi o osadzeniu w hydrożelu elektroniki, takiej jak przewody przewodzące, chipy półprzewodnikowe, diody LED i czujniki temperatury. Zhao mówi, że elektronika pokryta hydrożelem może być używana nie tylko na powierzchni skóry, ale także wewnątrz ciała – na przykład jako czujniki glukozy, a nawet sondy neuronowe.

Elektronika zatopiona w polimerach jest połączona z hydrożelem.

Typowe hydrożele syntetyczne są kruche i ledwo rozciągliwe oraz słabo przylegają do innych powierzchni. Aby obejść te wyzwania, zespół Zhao opracował ogólną strategię projektowania wytrzymałych hydrożeli, mieszając wodę z niewielkimi ilościami wybranych biopolimerów w celu uzyskania miękkich, rozciągliwych materiałów o sztywności od 10 do 100 kilopaskali — mniej więcej w zakresie ludzkich tkanek miękkich. Naukowcy opracowali również sposób na silne wiązanie hydrożelu z różnymi nieporowatymi powierzchniami.

W nowym badaniu grupa umieściła elektroniczne czujniki temperatury i maleńkie zbiorniki leków w arkuszu hydrożelu, aby stworzyć coś, co nazywają inteligentnym opatrunkiem na ranę. Stworzyli również ścieżki umożliwiające lekom przepływ przez hydrożel, albo poprzez wstawianie rurek ze wzorem, albo wiercenie maleńkich otworów w matrycy. Umieścili opatrunek na różnych obszarach ciała i odkryli, że nawet przy dużym rozciągnięciu nadal monitorował temperaturę skóry i uwalniał leki zgodnie z odczytami czujnika.

Naukowcy twierdzą, że natychmiastowe zastosowanie tej technologii może być leczeniem oparzeń lub innych schorzeń skóry. Docelowo może służyć jako nośnik dla sond neuronowych lub czujników glukozy.

Jeśli chcesz umieścić elektronikę w bliskim kontakcie z ludzkim ciałem do zastosowań takich jak monitorowanie opieki zdrowotnej i dostarczanie leków, zwykle pożądane jest, aby urządzenia elektroniczne były miękkie, mokre i rozciągliwe, aby pasowały do ​​środowiska ludzkiego ciała, Zhao mówi. To jest motywacja dla rozciągliwej elektroniki hydrożelowej.

ukryć