211service.com
Bionic plåster
MIT-ingenjörer har designat vad som kan vara framtidens plåster: ett klibbigt, stretchigt, gelliknande material som kan inkludera temperatursensorer, LED-lampor och annan elektronik, såväl som små reservoarer och kanaler för läkemedelstillförsel. Materialet frisätter medicin som svar på förändringar i hudtemperatur och kan designas för att lysa upp om t.ex. medicinen börjar ta slut.
När förbandet appliceras på ett mycket flexibelt område, såsom armbåge eller knä, sträcker det sig med kroppen, vilket håller den inbäddade elektroniken funktionell och intakt.
Den här historien var en del av vårt marsnummer 2016
- Se resten av frågan
- Prenumerera
Nyckeln till designen är en hydrogelmatris designad av Xuanhe Zhao, en docent i maskinteknik. Hydrogelen är ett gummiartat material, mestadels sammansatt av vatten, designat för att binda starkt till ytor som guld, titan, aluminium, kisel, glas och keramik, vilket gör det möjligt att bädda in elektronik.
I journalen Avancerade material , rapporterar teamet att elektronik som ledande ledningar, halvledarchips, LED-lampor och temperatursensorer bäddas in i hydrogelen. Zhao säger att elektronik belagd med hydrogel kan användas inte bara på ytan av huden utan också inuti kroppen - till exempel som glukossensorer eller till och med neurala sonder.
Elektronik inbäddad i polymerer är bunden till hydrogel.
Typiska syntetiska hydrogeler är spröda och knappt töjbara och de fäster svagt på andra ytor. För att komma runt dessa utmaningar tog Zhaos team fram en generell designstrategi för robusta hydrogeler, där vatten blandas med små mängder utvalda biopolymerer för att skapa mjuka, stretchiga material med en styvhet på 10 till 100 kilopascal – om mängden mänskliga mjukvävnader. Forskarna utarbetade också ett sätt att starkt binda hydrogelen till olika icke-porösa ytor.
I den nya studien inbäddade gruppen elektroniska temperatursensorer och små läkemedelsreservoarer i ett ark av hydrogel för att skapa vad de kallar ett smart sårförband. De skapade också vägar för att tillåta läkemedel att flöda genom hydrogelen, genom att antingen sätta in mönstrade rör eller borra små hål genom matrisen. De placerade förbandet över olika delar av kroppen och fann att även när det sträcktes mycket fortsatte det att övervaka hudtemperaturen och frigöra läkemedel enligt sensoravläsningarna.
Forskarna säger att en omedelbar tillämpning av tekniken kan vara som en behandling för brännskador eller andra hudåkommor. Så småningom kan den användas som bärare för neurala sonder eller glukossensorer.
Om du vill sätta elektronik i nära kontakt med människokroppen för tillämpningar som övervakning av hälsovård och läkemedelsleverans, är det vanligtvis önskvärt att göra de elektroniska enheterna mjuka, våta och töjbara för att passa miljön i människokroppen, Zhao säger. Det är motivationen för töjbar hydrogelelektronik.