Такие датчики, как электроды электрокардиограммы (ЭЭГ), могут помочь спасти жизнь человека, но клейкие пластыри, используемые для их крепления, также могут нанести вред коже этого человека. Экспериментальный новый медицинский пластырь решает эту проблему, используя присоски, вдохновленные осьминогами.
Большинство медицинских пластырей очень похожи на пластыри, поскольку они используют адгезивные химикаты — другими словами, клеи — для временного приклеивания к коже. К сожалению, у многих людей кожа раздражается этими химикатами, что приводит к зуду, покраснению, воспалению и даже волдырям.
Кроме того, пластыри часто выходят из строя, когда они намокают. Более того, снимать пластырь больно, и этот пластырь обычно плохо прилипает, если его наклеить снова.
В поисках менее раздражающей, менее болезненной и более надежной многоразовой альтернативы ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии (KAUST) обратились к осьминогу.
В частности, они обратили внимание на присоски, расположенные вдоль нижней стороны щупалец осьминога. Эти присоски не только могут многократно прилипать к поверхностям без использования каких-либо химикатов, но и могут делать это под водой.
Чтобы сделать свою заплатку из «клеящихся миниатюрных осьминожеподобных присосок» (AMOS), исследователи начали с создания формы. Эта задача была выполнена с помощью технологии 3D-печати, известной как стереолитография, в которой объекты создаются путем выборочного облучения ультрафиолетовым лазером ванны с фотоотверждаемой смолой.
Полученная форма состояла из множества крошечных куполов, переплетенных с сетью волнистых линий.
Затем на форму в жидкой форме был нанесен биосовместимый полимер под названием полидиметилсилоксан (PDMS), который затем был снят после того, как он затвердел до твердой эластичной формы. В полученной заплате купола образовали крошечные присоски, в то время как линии образовали крошечные каналы, которые выходили к краям заплаты.
Когда готовый пластырь AMOS был прижат к коже человека, присоски надежно прикрепились к поверхности, образовав крошечный вакуум под каждой из них. Тот факт, что сам PDMS имеет несколько адгезивную микроструктуру, помог пластырю прилипнуть, в то же время позволяя безболезненно его удалить.
Каналы, тем временем, выводили влагу из-под пластыря капиллярным действием, помогая находящейся под ним коже дышать.
Пластырь AMOS использовался для прикрепления ЭЭГ и других датчиков к доц. профессору Маттео Парсани, когда он совершал 30-дневную поездку на ручном велосипедеKAUST
В одном из испытаний технологии пластырь AMOS был оснащен электродами ЭЭГ, а затем прикреплен к коже мужчины-добровольца, когда он ездил на велотренажере. Пластырь оставался на месте даже при нанесении на влажную или волосатую кожу, обеспечивая хорошие показания ЭЭГ, не вызывая раздражения кожи.
Технология даже успешно использовалась для мониторинга биосигналов ученого-вычислителя KAUST, когда он совершил поездку на ручном велосипеде протяженностью 3000 км (1864 мили) за 30 дней.
«Наша цель — разработать комплексное, универсальное, прикрепляемое к коже устройство, которое может произвести революцию в носимых технологиях мониторинга и диагностики здоровья», — говорит ведущий ученый, доц. Назек Эль-Атаб. «Мы планируем провести обширные клинические испытания, чтобы подтвердить его эффективность в реальных медицинских приложениях».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Advanced Functional Materials.
