Hydrogel: fremtiden for 'smart band-aids'


Hydrogel: fremtiden for 'smart band-aids'

En Band-Aid kan aldrig være den samme igen; Ingeniører fra Massachusetts Institute of Technology har fået den nyeste model af påklædning: et klæbrigt, elastisk gellignende materiale, der kan indbefatte temperaturfølere, LED-lys og anden elektronik samt små, lægemiddelleverende reservoirer Og kanaler.

De nye hydrogeler er meget alsidige.

Billedkredit: Melanie Gonick / MIT.

Den "smarte sårforbinding" frigiver medicin efter behov som følge af ændringer i hudtemperaturen. Det kan endda lyse, hvis medicinsk forsyning kører lavt.

Den nye dressing strækker sig med kroppen. Det vil ikke kun forblive på plads, når bæreren bøjer knæet eller albuen, men dens indbyggede strukturer og elektronik forbliver også intakte og funktionelle, når de strækkes.

Teamet, der designede og skabte den nye hydrogelforbinding, blev ledet af prof. Xuanhe Zhao, fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) Institut for Mekanik.

Forskningen er offentliggjort i Naturmaterialer .

Hvad er en hydrogel?

Hydrogels har mange forskellige dagligdagsprodukter, fra bløde kontaktlinser og kondomer til engangsbleer. Hårgel, tandpasta og plantevandskrystaller bruger alle hydrogeler. Alginat-hydrogeler kombineret med aloe vera giver en sårforbinding, der holder såret fugtigt og giver mulighed for regenerering af celler.

  • I industrien anvendes hydrogeler i skudsæt og affaldsoprensning
  • Forbrugsvarer indeholdende hydrogeler omfatter hårgelé og kosmetik
  • Medicinske applikationer omfatter kontaktlinser, lægemiddelfrigivelse, nerveguider, belægninger, vævsbulking og nukleinsubstitution.

Gavin Braithwaite, fra Cambridge Polymer Group i Boston, MA, bemærker, at hydrogeler er hydrofile, med potentiale til at indeholde 80% eller mere vand, permeabelt og tillader opløst transport. De kan også være viskoelastiske og smørende. De er også miljøfølsomme. Alle disse egenskaber gør dem multifunktionelle.

Alene opfylder allerede en bred vifte af funktioner, og hydrogeler drømmer om en lys fremtid, herunder en rolle i rygmarvsgenvinding, nerve- og vævsteknik og endda orgelgenerering.

Hydrogelens struktur er nøglen til dens succes. Dets fysiske eller kemiske tværbindinger af hydrofile polymerkæder gør det muligt at enten indeholde eller absorbere vand op til 99% af dets volumen.

For at skabe hydrogeler er polymerkæderne, der danner deres basis, enten kemisk syntetiseret eller afledt af naturlige polymerer. Disse kan være proteiner, såsom collagen og gelatine, eller polysaccharider, såsom stivelse, alginat og agarose. Naturlige kilder til hydrogeler omfatter rejer skal og tang.

Højt vandindhold gør dem enten bløde, "klæbende" og fleksible, som kontaktlinser eller meget absorberende, som i babyens bleer. De kan også være ret sprøde. Deres egenskaber afhænger af deres sammensætning.

Materialforskere, der i nogen tid har set potentialet for hydrogeler til forskellige anvendelser, har skubbet grænserne for dette usædvanlige stof.

Hydrogelforbindelser

Hydrogelforbindinger er ikke nye, med de første der går tilbage til 1950'erne. De seneste udviklinger producerer dog nogle revolutionerende begreber.

Bløde kontaktlinser og sårforbindelser er blandt de mange medicinske anvendelser af hydrogeler.

Kendte hydrogelforbindelser omfatter fritflydende geler, der er tilgængelige i rør og foliepakker, præparater, hvor hydrogel er mættet på en gasbind eller striber eller et lag gel understøttet af et tyndt fibernet.

Hydrogelforbindelser giver fugt, fremmer helbredelse og fjerner døde væv fra sår. Det høje vandindhold afkøler såret og lindrer smertelindring. Hydrogeller forhindrer også, at dressingen stikker til såroverfladen.

Hydrogeller er stærke og fleksible, og de kan være porøse, hvilket tillader diffusion eller tætning afhængigt af sammensætningen. De kan tilpasses til forskellige behov.

University of Wollongong i Australien beskriver hydrogeler som "nogle af de mest biokompatible materialer på planeten." Faktisk består dyreorganer hovedsageligt af hydrogeler.

Kropsvæv og syntetiske hydrogeler har meget til fælles, og de nyeste produkter har egenskaber, der ligner kroppens væv, hvilket gør dem til en god kandidat til et voksende udvalg af medicinske applikationer.

Sidste år, Medical-Diag.com Rapporteret om udviklingen af ​​en hydrogel, der kunne strække sig som hud.

Forskere har arbejdet for at udnytte disse egenskaber, i håb om at skabe et "smart materiale", som vil efterligne biologisk væv og funktion.


På næste side , Ser vi på egenskaberne ved de nye hydrogeler, der er udviklet af holdet fra MIT.

  • 1
  • 2
  • NÆSTE SIDE ▶

Sophie Beeren - Stimuli-Responsive Smart Materials (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis