Onderzoekers van DTU Health Tech hebben een nieuw materiaal ontwikkeld dat een bijna perfecte fusie tussen machines en het menselijk lichaam voor diagnostiek en behandeling kan vergemakkelijken.

Een DTU-onderzoeksteam bestaande uit Malgorzata Gosia Pierchala, Firoz Babu Kadumundi, en Mehdi Mehrali van #TeamBioEngine onder leiding van Alireza Dolatshahi-Pirouz, hebben een nieuw materiaal ontwikkeld - CareGum - dat onder andere potentieel heeft voor het bewaken van motorische stoornissen die verband houden met neurologische aandoeningen zoals Parkinson.

Een groen materiaal met veel eigenschappen

De vastgoedportefeuille van CareGum is ongelooflijk breed met eigenschappen als huidachtige zachtheid, het is rekbaar tot 30, 000 % en heeft een zelfherstellend vermogen dat doet denken aan dat van natuurlijke weefsels. Het is afdrukbaar, vormbaar, en elektrisch geleidend. Opmerkelijk, de elektrische geleidbaarheid stelt het materiaal in staat te reageren op externe prikkels en informatie af te geven aan een elektronisch circuit, terwijl de printcapaciteit mogelijkheden opent voor de op maat gemaakte fabricage van gepersonaliseerde bio-elektronica.

Het wordt gegenereerd via een schaalbare route zonder ingewikkelde en tijdrovende chemische procedures. In het kort, het bestaat uit een biologisch afbreekbare polymere matrix, klei nanobuisjes gewonnen uit de ondergrond, en een superreactieve groene crosslinker (looizuur) die ongetwijfeld de smaakpapillen van veel wijndrinkers heeft gestimuleerd, omdat het zijn bittere en fruitige smaak geeft. Daarom, CareGum is in wezen een groene, recyclebaar, en goedkope sensor (140 USD/kg).

Diagnostiek en behandelperspectieven

Universitair hoofddocent Alireza Dolatshahi-Pirouz legt uit:"CareGums zijn in wezen bio-aanpasbare cyborgsensoren. Ze kunnen synthetische materialen en machines op een naadloze en comfortabele manier koppelen aan of samenvoegen met het menselijk lichaam voor zowel diagnose als behandeling. We stellen ons voor dat ons nieuwe materiaal worden gebruikt om de complexe bewegingspatronen te ontcijferen die een rol spelen in verschillende bewegingen of bewegingen zoals realtime monitoring daarvan, die wegens ziekte geïmmobiliseerd zijn. We hebben bijvoorbeeld laten zien dat CareGum 3D geprint kan worden op een sleeve van rekbare stof om bewegingen van de hand te monitoren."

Het onderzoeksteam werkt momenteel aan de volgende versie van het materiaal, die in staat zal zijn om pH- en temperatuurveranderingen te volgen, evenals belangrijke biomarkers voor ziekten, waardoor nog meer interactie tussen mens en machine mogelijk is.

"Het lichaam is zeer combinatorisch vanuit materieel oogpunt. Neem, bijvoorbeeld, huid. Het is één materiaal, maar toch, het kan zoveel met een breed scala aan eigenschappen, waaronder flexibiliteit, zelfherstellend vermogen en temperatuur, mechanische belasting, en waarnemingsvermogen. CareGum is precies zo. Het is zacht, flexibel, aanpasbaar, geneesbaar, en bijna geanimeerd. CareGum is geen dood materiaal. Het leeft. Het leeft, ", zegt universitair hoofddocent Alireza Dolatshahi-Pirouz.