Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение
«Экспертно-аналитический центр»
Москва, ул. Талалихина, д. 33, стр. 4. Телефон: (495) 663-20-13

Дата публикации: 24 марта 2020 г.

Массачусетский технологический университете: как заставить проводящие гели прилипать к коже пациента

Новый способ заставить полимеры прилипать к поверхностям может улучшить биомедицинские сенсоры и импланты.


Ученые из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) разработали метод, позволяющий проводящим полимерным гелям прилипать к влажным поверхностям.

Полимеры, которые являются хорошими проводниками электричества, могут быть полезны в биомедицинских устройствах, например, для помощи в зондировании или электростимуляции. Но есть препятствие, которое затрудняет широкое применение полимеров: неспособность прилипать к поверхности датчика или микрочипа и оставаться на месте, несмотря на влажность тела.

Новый адгезивный метод описан в статье, опубликованной в журнале Science Advances. Авторы: докторант Массачусетского технологического института Хёнву Юк (Hyunwoo Yuk), приглашенный ученый MIT Акихиса Иноуэ (Akihisa Inoue), постдок Баоян Лу (Baoyang Lu) и профессор машиностроения Сюаньхэ Чжао (Xuanhe Zhao).

Чжао объясняет, что большинство электродов, используемых для биомедицинских устройств, изготовлены из платины или платино-иридиевых сплавов. Это очень хорошие электрические проводники, которые долговечны и химически устойчивы, поэтому они не взаимодействуют с окружающими тканями. Но их жесткость является основным недостатком. Поскольку они не могут сгибаться и растягиваться при движении тела, они могут повредить деликатные ткани.

Проводящие полимеры, такие как PEDOT: PSS, напротив, могут очень близко соответствовать мягкости и гибкости уязвимых тканей в организме. Сложная задача - заставить их оставаться подключенными к биомедицинским устройствам, к которым они подключены. В течение многих лет исследователи изо всех сил пытались сделать эти полимеры долговечными во влажной и всегда движущейся среде тела.

Новый метод, разработанный исследователями MIT, включает чрезвычайно тонкий адгезивный слой между проводящим полимерным гидрогелем и материалом подложки. Хотя этот слой имеет толщину всего несколько нанометров (миллиардные доли метра), он оказывается эффективным для того, чтобы заставить гели прилипать к любому из обширного спектра широко используемых материалов подложки, включая стекло, полиамид, оксид индия,  олово и золото. Адгезивный слой проникает в сам полимер, создавая прочную защитную структуру, которая удерживает материал на месте даже при длительном воздействии влажной среды.

Адгезивный слой можно наносить на устройства с помощью различных стандартных производственных процессов, в том числе центрифугирования, нанесения распылением и нанесения покрытия погружением, что облегчает интеграцию с существующими производственными платформами. Покрытие, которое исследователи использовали в своих испытаниях, сделано из полиуретана, гидрофильного материала, который легко доступен и недорог, хотя можно использовать и другие подобные полимеры. Юк объясняет, что такие материалы «становятся очень прочными, когда они образуют взаимопроникающие сети», как это происходит при нанесении покрытия на проводящий полимер. По словам Юка «эта повышенная прочность должна решить проблемы долговечности, связанные с полимером без покрытия».

В результате получается механически прочный и проводящий гель, который плотно сцепляется с поверхностью к которой он прикреплен. «Это очень простой процесс», - говорит Юк.

Адгезивный полимер был испытан в лаборатории в условиях ускоренного старения с использованием ультразвука, но Юк говорит, что для того, чтобы промышленность биомедицинских устройств приняла такой новый материал, потребуются более длительные, более строгие испытания, чтобы подтвердить стабильность этих покрытых волокон в реальных условиях.

«Мы были бы очень рады получить лицензию и внедрить эту технологию для дальнейшего тестирования в реальных ситуациях», - говорит он. По его словам, команда начала общаться с производителями, чтобы выяснить, «как мы можем наилучшим образом помочь им проверить новый материал».

Источник: news.mit.edu

← предыдущая новость следующая новость →
Популярные издания ФГБНУ «Аналитический центр»
Издания 2019 года

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий

Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2).

Доступна электронная версия печатного издания.

Издания 2015 года

Капран Н. П. Организация мониторинга финансово-хозяйственной деятельности учреждений, подведомственных Минобрнауки России

Монография / Н. П. Капран, С. Н. Новиков, В. А. Привезенцев; под науч. ред. А. И. Володина. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2015. – 92 с. (ISBN 978-5-904670-31-3).

Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →

Документ был изменён 11.11.2019 в 10:50.
Онлайн-курс
Организация системы внутреннего контроля в организациях, подведомственных Минобрнауки России
подробнее о программе
Поиск данных
об аттестации
педагогических работников
Издания Центра