(Phys.org) -- De ingewikkelde eigenschappen van de vingertoppen zijn nagebootst en nagebootst met behulp van halfgeleiderapparaten in wat volgens onderzoekers zal leiden tot de ontwikkeling van geavanceerde chirurgische handschoenen.

de apparaten, aangetoond in staat te zijn om met hoge precisie te reageren op de spanningen en spanningen die gepaard gaan met aanraking en vingerbewegingen, zijn een stap in de richting van de creatie van chirurgische handschoenen voor gebruik bij medische procedures zoals lokale ablaties en ultrasone scans.

Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, Northwestern University en Dalian University of Technology hebben hun studie vandaag gepubliceerd, 10 augustus in het journaal Nanotechnologie .

Het bieden van richtlijnen voor het maken van deze elektrotactiele stimulatie-apparaten voor gebruik op de vingertoppen van chirurgen, hun paper beschrijft de materialen, fabricagestrategieën en apparaatontwerpen, met behulp van ultradunne, rekbaar, op silicium gebaseerde elektronica en zachte sensoren die op een kunstmatige 'huid' kunnen worden gemonteerd en op de vingertoppen kunnen worden aangebracht.

"Stel je het vermogen voor om de elektrische eigenschappen van weefsel te voelen, en verwijder dan plaatselijk dat weefsel, precies door lokale ablatie, allemaal via de vingertoppen met behulp van slimme chirurgische handschoenen. Alternatief, of misschien daarnaast echografie zou mogelijk zijn, " zei co-auteur van de studie professor John Rogers.

De onderzoekers suggereren dat de nieuwe technologie mogelijkheden zou kunnen openen voor chirurgische robots die kunnen interageren, in een zachte contactmodus, met hun omgeving door aanraking.

Het elektronische circuit op de 'huid' is gemaakt van patronen van gouden geleidende lijnen en ultradunne platen van silicium, geïntegreerd op een flexibel polymeer genaamd polyimide. Het vel wordt vervolgens geëtst in een open mesh-geometrie en overgebracht naar een dun vel siliconenrubber dat in de precieze vorm van een vinger is gegoten.

Deze elektronische 'huid', of vingermanchet, is ontworpen om de spanningen en spanningen aan de vingertop te meten door de verandering in capaciteit - het vermogen om elektrische lading op te slaan - van paren micro-elektroden in het circuit te meten. Toegepaste krachten verkleinden de ruimte in de huid die, beurtelings, verhoogde de capaciteit.

Het vingertopapparaat zou ook kunnen worden uitgerust met sensoren voor het meten van beweging en temperatuur, met kleinschalige verwarmers als actuatoren voor ablatie en andere gerelateerde operaties

De onderzoekers experimenteerden met de elektronica aan de binnenkant van het apparaat, in contact met de huid van de drager, en ook aan de buitenkant. Ze zijn van mening dat, omdat het apparaat gebruikmaakt van materialen en fabricagetechnieken die zijn overgenomen van de gevestigde halfgeleiderindustrie, de processen kunnen worden geschaald voor realistisch gebruik tegen redelijke kosten.

"Misschien wel het belangrijkste resultaat is dat we multifunctionele, silicium halfgeleidertechnologieën in de vorm van zachte, driedimensionaal, nauwsluitende huiden, geschikt voor integratie niet alleen met de vingertoppen maar ook met andere delen van het lichaam, ’ vervolgde professor Rogers.

Inderdaad, de onderzoekers zijn nu van plan een 'huid' te creëren voor integratie op andere delen van het lichaam, zoals het hart. In dit geval, een apparaat zou het hele 3D-oppervlak van het hart omhullen, als een sok, om verschillende detectie- en bedieningsfuncties te bieden, het leveren van geavanceerde chirurgische en diagnostische apparaten die relevant zijn voor hartritmestoornissen.

Toekomstige uitdagingen omvatten het maken van materialen en schema's om het apparaat te voorzien van draadloze gegevens en stroom.