211service.com
Gudras šuves, kas atklāj infekcijas
Ķirurģiskās šuves vairs nav neprātīgi pavedieni. Pētnieki tagad ir pārklājuši tos ar sensoriem, kas varētu uzraudzīt brūces un paātrināt dzīšanu.
Elektroniskās šuves, kas satur īpaši plānus silīcija sensorus, kas integrēti polimēru vai zīda sloksnēs, var izdurt caur adatām, un izmēģinājumos ar dzīvniekiem pētnieki varēja tās izšņorēt caur ādu, pievilkt un samezglot, nesabojājot ierīces.
Šuves var precīzi izmērīt temperatūru — paaugstināta temperatūra norāda uz infekciju — un piegādāt siltumu brūces vietai, kas, kā zināms, veicina dzīšanu. Un Džons Rodžerss , Ilinoisas Universitātes Urbana-Champaign materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors un viedo šuvju izgudrotājs, iedomājas, ka tās varētu būt arī piekrautas ar ierīcēm, kas nodrošina elektrisku stimulāciju, lai dziedētu brūces. Galu galā vislielākā vērtība būtu tad, ja jūs varētu ieprogrammētā veidā atbrīvot no tām narkotikas, viņš saka. Pētnieki to varētu izdarīt, pārklājot elektroniskos pavedienus ar polimēriem, kas ievadīti ar zālēm, kas atbrīvotu ķīmiskās vielas, ja to iedarbinātu karstums vai elektrisks impulss.
Viedās šuves, par kurām ziņots tiešsaistē žurnālā Mazs , paļaujieties uz ierīcēm, kuru pamatā ir silīcija, kas elastīgi un stiepjas. Rodžers un viņa kolēģi izgatavo ierīces ar silīcija membrānām un zelta elektrodiem un vadiem, kas ir tikai dažus simtus nanometru biezi un veidoti serpentīna formā. Tehnoloģiju, ko viņi ir izmantojuši arī piepūšamajos katetros un medicīniskajos tetovējumos (skatiet uzlīmējamos elektroniskos tetovējumus), komercializē MC10, Kembridžas, Masačūsetsas štatā bāzētais startup Rogers līdzdibinātājs (skatiet Izstiepjamas elektronikas izgatavošana).
Pētnieki vispirms izmanto ķīmiskas vielas, lai no silīcija vafeles nogrieztu īpaši plānu silīcija plēvi. Ar gumijas zīmogu tie paceļas nost un pārnes nanomembrānas uz polimēru vai zīda sloksnēm. Tad tie uzliek metāla elektrodus un vadus uz augšu un iekapsulē visu ierīci epoksīda pārklājumā.
Viņi uz šuvēm ir uzbūvējuši divu veidu temperatūras sensorus. Viens no tiem ir silīcija diode, kas maina pašreizējo jaudu atkarībā no temperatūras; otrs, platīna nanomembrānas rezistors, maina savu pretestību līdz ar temperatūru. Tikmēr mikrosildītāji ir vienkārši zelta pavedieni, kas uzsilst, kad caur tiem iet strāva.
Visi ierīcēs izmantotie materiāli ir droši lietošanai ķermenī, un lielākais izaicinājums bija padarīt šuves elastīgas, saka Rodžerss. Silīcijs ir trausls, tāpēc nanomembrānu padarīšana pēc iespējas plānāka un izkārtota tinumu veidā bija elastības atslēga. Ļoti svarīgi ir arī novietot silīciju pusceļā starp šuves augšējo epoksīda un apakšējo polimēra virsmu. Kad jūs saliekat visu konstrukciju, augšējā virsma ir nospriegota un apakšējā ir saspiesta, bet viduspunktā deformācijas ir ļoti mazas, viņš saka.
Pētnieki ir pārbaudījuši šuvju mehānisko elastību un stingrību iegriezumos žurku ādā, taču viņi vēl nav pārbaudījuši temperatūras noteikšanas un sildīšanas iespējas dzīvniekiem. Viņi arī strādā pie tā, lai ierīces padarītu bezvadu.