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具延展性的水凝膠材料,可安置電子元件在上面。

具延展性的水凝膠材料,可安置電子元件在上面。Credit: Melanie Gonick/MIT CC BY-NC-ND 3.0

完美貼附皮膚的材料

相信大家都有貼過藥布、膏貼的經驗,在關節轉彎處,特別不好黏附,很容易因為關節活動而鬆脫,不然就是弄得皺巴巴的。於是有廠商針對痠痛需要開發出噴劑,可直接噴在皮膚上,不再受限於皮膚的形狀與活動狀態。然而,如果是使用貼布的話,怎麼樣能讓它更伏貼,同時又能將電子元件、感測器、藥物…等等安置在上面呢?這種「介面」除了需要一定程度的柔軟性與延展性,還要能裝上不同元件,而這已成了臨床使用上的需求。(這篇文章開始就是要鼓勵大家一起來思考,找出醫療在日常生活中或者臨床上尚未滿足的需求(unmet need)。)

未來ok絆

這樣的藥布可說是未來形式的OK絆(藥水膠布、創可貼、adhesive bandage)。美國麻州理工學院(MIT)的工程師開發出一種具黏性、可拉伸,如同凝膠般的材料,能夠將溫度感測器、LED光源、各式的電子元件,以及能夠儲存藥物的儲存槽和流道等都整合在上面,可根據患者皮膚的溫度來釋放藥物或啟動LED光源,告知患者現在藥物正在釋放中。

水凝膠開發

這項材料研發的基礎是水凝膠(hydrogel)基質,它有著如橡膠般的質地,其中大部分為水分,設計上能夠和鈦、鋁、矽、玻璃和陶瓷表面形成強有力地抓附。其實,一般典型的合成水凝膠多為脆性,延展性不高,和其他物質的黏附力也差,所以大多作為可分解的生物材料。MIT的研發團隊,將水份混入選定的生物聚合物,創造出具延展性,勁度(stiffness)在10kPa到100kPa範圍的新材料,這大約也是人類軟組織的勁度;此外,他們也開發出能將這種材料和各種非孔洞表面貼合的方法。除了在皮膚外表面的應用,開發團隊也希望能夠應用在生物體內,像是植入物、具生物相容性的血糖感測器,更甚至是極柔軟的神經探測元件。

簡言之,這樣的材料像是ㄧ個載體,可以置入各種元件,可以設計成「智慧」ok絆,並根據需求來釋放藥物。而其柔軟具延展性,讓其能完好平順地貼附在皮膚上。不過對於重複使用性或者防水、耐環境考驗…等等各項特性,還有待了解。如果有這種材質問世,你想要將它設計成什麼產品呢?

文章參考:MIT News
影片來源:Massachusetts Institute of Technology (MIT)
圖片來源:Melanie Gonick@MIT  CC BY-NC-ND 3.0


作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。