cerotti bionici

Gli ingegneri del MIT hanno progettato quello che potrebbe essere il cerotto del futuro: un materiale appiccicoso, elastico, simile al gel che può incorporare sensori di temperatura, luci a LED e altri dispositivi elettronici, nonché minuscoli serbatoi e canali per la somministrazione di farmaci. Il materiale rilascia la medicina in risposta ai cambiamenti della temperatura della pelle e può essere progettato per illuminarsi se, ad esempio, la medicina si sta esaurendo.

Quando la medicazione viene applicata su un'area altamente flessibile, come il gomito o il ginocchio, si allunga con il corpo, mantenendo l'elettronica incorporata funzionale e intatta.

Questa storia faceva parte del nostro numero di marzo 2016

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La chiave del design è una matrice di idrogel progettata da Xuanhe Zhao, professore associato di ingegneria meccanica. L'idrogel è un materiale gommoso, composto principalmente da acqua, progettato per legarsi saldamente a superfici come oro, titanio, alluminio, silicio, vetro e ceramica, rendendo possibile l'integrazione di componenti elettronici.

Nel diario Materiale avanzato , il team riferisce di incorporare componenti elettronici come fili conduttivi, chip semiconduttori, luci LED e sensori di temperatura nell'idrogel. Zhao afferma che l'elettronica rivestita di idrogel può essere utilizzata non solo sulla superficie della pelle ma anche all'interno del corpo, ad esempio come sensori di glucosio o persino sonde neurali.

L'elettronica incorporata nei polimeri è legata all'idrogel.

I tipici idrogel sintetici sono fragili e appena estensibili e aderiscono debolmente ad altre superfici. Per aggirare queste sfide, il team di Zhao ha escogitato una strategia di progettazione generale per idrogel robusti, mescolando acqua con piccole quantità di biopolimeri selezionati per creare materiali morbidi ed elastici con una rigidità da 10 a 100 kilopascal, circa la gamma dei tessuti molli umani. I ricercatori hanno anche escogitato un modo per legare fortemente l'idrogel a varie superfici non porose.

Nel nuovo studio, il gruppo ha incorporato sensori di temperatura elettronici e minuscoli serbatoi di farmaci all'interno di un foglio di idrogel per creare quella che chiamano una medicazione intelligente per ferite. Hanno anche creato percorsi per consentire ai farmaci di fluire attraverso l'idrogel, inserendo tubi modellati o praticando piccoli fori attraverso la matrice. Hanno posizionato la medicazione su varie regioni del corpo e hanno scoperto che anche quando è molto tesa, continua a monitorare la temperatura della pelle e rilasciare farmaci in base alle letture del sensore.

I ricercatori affermano che un'applicazione immediata della tecnologia potrebbe essere un trattamento per ustioni o altre condizioni della pelle. Alla fine potrebbe essere utilizzato come vettore per sonde neurali o sensori di glucosio.

Se si desidera mettere l'elettronica a stretto contatto con il corpo umano per applicazioni come il monitoraggio sanitario e la somministrazione di farmaci, di solito è desiderabile rendere i dispositivi elettronici morbidi, bagnati ed estensibili per adattarsi all'ambiente del corpo umano, Zhao dice. Questa è la motivazione per l'elettronica idrogel estensibile.

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