水性創(chuàng)可貼可感應(yīng)溫度并將藥物輸送到皮膚

女士們，先生們，我向你們介紹：未來的創(chuàng)可貼。

這種有彈性的創(chuàng)可貼配有 LED、傳感器和藥物輸送通道。圖片來源：麻省理工學(xué)院。

這種現(xiàn)代創(chuàng)可貼由麻省理工學(xué)院 (MIT) 的研究人員發(fā)明，由彈性水凝膠制成，嵌入 LED、溫度傳感器和藥物輸送通道，這些通道根據(jù)人的皮膚溫度起作用，以幫助傷口愈合。

該水凝膠由麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系 Robert N. Noyce 職業(yè)發(fā)展副教授趙宣和設(shè)計(jì)，是一種橡膠狀材料，主要由水組成，旨在與金、鋁、鈦、硅、玻璃等表面粘合，和陶瓷。

一種可拉伸的水凝膠傷口敷料包括嵌入水凝膠基質(zhì)中的溫度傳感器和藥物輸送通道和儲存器。圖片來源：麻省理工學(xué)院。

“電子產(chǎn)品通常是又硬又干的，但人體是柔軟潮濕的，”趙說?！斑@兩個系統(tǒng)具有截然不同的特性。如果您想將電子設(shè)備與人體緊密接觸以用于醫(yī)療保健監(jiān)測和藥物輸送等應(yīng)用，則非常希望使電子設(shè)備具有柔軟性和可拉伸性以適應(yīng)人體環(huán)境。這就是可拉伸水凝膠電子產(chǎn)品的動機(jī)。”

據(jù)趙說，典型的合成水凝膠很脆，幾乎不能拉伸，并且對其他表面的粘附力很弱。“如果你想用水凝膠制造電子設(shè)備，你需要考慮水凝膠和界面的長期穩(wěn)定性，”他說。

趙宣和教授拿著水凝膠。圖片來源：麻省理工學(xué)院。

為了解決這些挑戰(zhàn)，Zhao 和他的團(tuán)隊(duì)提出了一種堅(jiān)固水凝膠的設(shè)計(jì)策略，將水與少量選定的生物聚合物混合，以制造出剛度為 10 至 100 千帕的柔軟、有彈性的材料——大約是人類柔軟的范圍。組織。研究人員還設(shè)計(jì)了一種將水凝膠粘合到各種無孔表面的方法。

作為研究的一部分，研究人員應(yīng)用他們的技術(shù)展示了水凝膠的多種用途，包括封裝鈦線以形成透明、可拉伸的導(dǎo)體。他們多次拉伸封裝的電線，發(fā)現(xiàn)它保持恒定的導(dǎo)電性。

此外，趙還創(chuàng)造了一系列嵌入在水凝膠中的 LED 燈。當(dāng)連接到身體的不同區(qū)域時，陣列繼續(xù)工作，即使在肘部和膝蓋等可變形區(qū)域拉伸時也是如此。

最后，該小組在一片水凝膠中嵌入了各種電子元件，以創(chuàng)建他們所謂的“智能傷口敷料”，其中包括溫度傳感器和微小的藥物儲存器。通過插入帶圖案的管子或在基質(zhì)上鉆孔，還創(chuàng)建了藥物流過水凝膠的途徑。當(dāng)放置在身體的不同區(qū)域時，敷料會繼續(xù)監(jiān)測皮膚溫度并根據(jù)傳感器讀數(shù)釋放藥物，即使在高度拉伸時也是如此。

Zhao 設(shè)想水凝膠是一種生物相容性載體，用于在體內(nèi)輸送電子設(shè)備。目前，他正在探索水凝膠作為葡萄糖傳感器和神經(jīng)探針載體的潛力。

“大腦是一碗果凍，”趙說?！澳壳埃芯咳藛T正在嘗試不同的軟材料來實(shí)現(xiàn)神經(jīng)裝置的長期生物相容性。與合作者一起，我們提議使用堅(jiān)固的水凝膠作為神經(jīng)裝置的理想材料，因?yàn)樗z可以設(shè)計(jì)成具有與大腦相似的機(jī)械和生理特性。”

資料來源：麻省理工學(xué)院

審核編輯 黃昊宇