(Phys.org) — Wat als hechtingen zouden kunnen worden bedekt met sensoren om wonden te volgen en genezing te versnellen? Een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Klein geeft materialen en methoden aan waaruit blijkt dat het mogelijk deel uitmaakt van de toekomst van de medische wetenschap. Onderzoekers die werken met geavanceerde materialen die op de geneeskunde worden toegepast, hebben 'slimme' hechtingen gemaakt met ultradunne siliconensensoren om de temperatuur op een wond te meten - verhoogde temperaturen duiden op infectie - en om warmte aan een wond af te geven om genezing te bevorderen. De studie, online gepubliceerd, is getiteld "Dun, Flexibele sensoren en actuatoren als 'geïnstrumenteerde' chirurgische hechtingen voor gerichte wondbewaking en therapie." De auteurs van het onderzoek presenteren twee soorten temperatuursensoren op de hechtingen, een siliciumdiode die de stroomuitvoer met de temperatuur verschuift, en platina nanomembraanweerstand, het veranderen van de weerstand met temperatuur. Gouden filamenten die opwarmen wanneer er stroom doorheen gaat, dienen als microverwarmers.

Technology Review legt uit hoe de onderzoekers chemicaliën gebruiken om een ​​ultradun laagje silicium van een siliciumwafel af te snijden. Met een rubberen stempel, ze tillen de nanomembranen op en brengen ze over naar polymeer- of zijden strips. Ze deponeren metalen elektroden en draden op de bovenkant en kapselen het apparaat in met een epoxycoating.

De ontwerpvorm is serpentine om elasticiteit mogelijk te maken. Omdat silicium broos is. de nanomembranen zijn dun en liggen in een kronkelpatroon. John A. Rogers, co-auteur en hoogleraar materiaalkunde en techniek studeren aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, werkte met het onderzoeksteam aan de slimme hechtingen. *. Rogers, voor een paar jaar, is geïntrigeerd door het potentieel van "het rekbare" als een volgende golf in de elektronica. Zijn onderzoeksinteresses omvatten mogelijkheden die kunnen worden bereikt door rekbare technologieën.

De auteurs van het onderzoek stellen dat "een goede genezing van de ingesneden huid van cruciaal belang is voor de natuurlijke processen van weefselherstel. Concepten in flexibele siliciumelektronica maken de integratie van actuatoren, sensoren en een verscheidenheid aan halfgeleiderapparaten op dunne stroken plastic of biopolymeren, het opleveren van 'geïnstrumenteerde' hechtdraden voor het bewaken en versnellen van de wondgenezing in deze context. Bifaciale systemen van dit type demonstreren verschillende klassen van functionaliteit, in levende diermodellen. Gedetailleerde modellering van de mechanica onthult spannings- en rekverdelingen in dergelijke toepassingen, ter ondersteuning van ontwerpstrategieën voor een robuuste werking."

MC10, een Cambridge, Massachusetts opstarten, waarvan Rogers medeoprichter is, werkt aan het leveren van "bocht, wikkel en rek" elektronica in nieuwe vormfactoren. Het bedrijf heeft gebruik gemaakt van laboratoriumprototypes van Rogers.

De technologie gepresenteerd in Klein is aangetoond op dieren. Bij de dierproeven onderzoekers waren in staat om de hechtingen door de huid te rijgen, trek ze strak, en knoop ze zonder de apparaten te beschadigen. De onderzoekers testten zowel flexibiliteit als taaiheid op incisies in rattenhuid.

Rogers, bij het spreken over toekomstige ontwikkelingen, stelt zich de meeste waarde van hechtingen zoals deze voor als men er op een geprogrammeerde manier medicijnen uit zou kunnen halen. Hij zei dat dat zou kunnen door de elektronische draden te coaten met met medicijnen doordrenkte polymeren, die chemicaliën zouden vrijgeven wanneer ze worden geactiveerd door hitte of een elektrische puls.

© 2012 Phys.Org