美機(jī)械工程師研發(fā)出智能傷口包扎水凝膠繃帶

寂靜天花板 · 發(fā)表于 2015-12-10 19:02:50

大自然發(fā)展出了解決粘性問題的方法：貽貝和藤壺牢固地把自己粘到懸崖、船體、甚至鯨的皮膚上。同樣，肌腱和軟骨之間也具有驚人的高強(qiáng)度，為動物提供靈活性和敏捷性。

所有這些情況下的天然粘接劑都是水凝膠，一種水和膠狀材料的粘性混合物，具有高強(qiáng)度和持久的連接。

它一種黏糊糊有彈性像凝膠一樣的材料�？梢杂米鳌爸悄軅诎�。整合了溫度感應(yīng)和藥池系統(tǒng)，這種水凝膠繃帶可以根據(jù)體表的溫度變化釋放藥物，內(nèi)嵌的LED燈甚至可以在藥量低的時候電量提醒病人。

　　“電子設(shè)備往往又干又硬，但是人體卻又濕又軟。這兩套系統(tǒng)的屬性完全天差地別，”麻省理工學(xué)院的機(jī)械工程師Xuanhe Zhao說�！叭绻胱岆娮釉O(shè)備跟人體親密接觸，為健康監(jiān)測和藥物輸送服務(wù)的話，就需要把電子設(shè)備做的柔軟有彈性以適應(yīng)人體的環(huán)境。這也是發(fā)明可伸展水凝膠電子產(chǎn)品的動機(jī)�！�
由水凝膠基質(zhì)做成的包扎材料相比傳統(tǒng)的布料繃帶有著不勝枚舉的好處。它高度有彈性，可以隨意拉伸，從而可以用在身體的任何部位，包括向肘部和膝蓋這樣的關(guān)節(jié)部位。這種類似橡膠的材料主要成分是水，可以植入一系列的電子設(shè)備，比如導(dǎo)電線，半導(dǎo)體芯片，LED燈以及溫度傳感器。

“這是一種高粘接強(qiáng)度主要是水的粘性膠體，”機(jī)械工程研究生兼論文主要作者HyunwooYuk說。“基本上，鍵合水是困難的�！盳hao教授和他的學(xué)生將在《Nature Materials》期刊上發(fā)表他們的研究成果材料。

研究者們這樣描述這種包扎材料，他們的繃帶可以根據(jù)相應(yīng)部位的溫度針對不同部位的皮膚輸送不同的藥物。通過植入管道或者鉆孔，藥物能夠在膠體里自由流動。

　　“這種基質(zhì)簡直是多面手，”團(tuán)隊成員之一的Hyunwoo Yuk說�！白钐厥獾哪芰褪�，當(dāng)傳感器感應(yīng)到一些異常比如溫度的不正常上升，設(shè)備能夠即時從藥池系統(tǒng)選擇指定藥物，然后送藥到指定的位置，再通過水凝膠基質(zhì)進(jìn)行持續(xù)給藥�！�
水凝膠已經(jīng)證明可以作為藥膏有效醫(yī)療燒傷和皮膚病，但是根據(jù)研究者，它的作用并不僅僅局限于外用。理論上它也可以作用于體內(nèi)，作為植入電子設(shè)備的載體，比如葡萄糖感受器或者神經(jīng)探針。
　　“大腦就是一團(tuán)果凍，”Zhao說。“現(xiàn)在，我們正在嘗試不同的軟材料來實現(xiàn)神經(jīng)器件的長期生物相容性。同合作者一起，我們正在建議使用堅固的水凝膠作為理想中的神經(jīng)器件材料，因為水凝膠跟大腦一樣，都具備類似的機(jī)械和生理特性”。

這項研究部分是由美國海軍研究辦公室和美國國家科學(xué)基金會支持。