由章魚觸鬚啟發的貼片可無刺激地黏附在皮膚上
大多數醫用貼片都很像創可貼,它們利用黏合劑化學物質(換句話說就是膠水)暫時黏在皮膚上。不幸的是,許多人的皮膚會受到這些化學物質的刺激,導致搔癢、發紅、發炎,甚至起水泡。此外,黏合劑受潮後往往會失效。更重要的是,撕下貼片時會很疼,而且如果重新貼上,貼片通常也不會很好地粘住。
與其他一些基於吸力的實驗性黏合貼片不同,章魚啟發的AMOS 貼片應該比較容易進行商業化生產
心電圖(EEG)電極等感測器可以幫助挽救一個人的生命,但用於粘貼這些電極的膠貼也可能會傷害患者的皮膚,一種實驗性新型醫療貼片利用章魚啟發的吸盤解決了這一問題。
沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的科學家向章魚尋求一種刺激性更小、痛苦更少、更堅固且可重複使用的替代品。
更具體地說,他們研究了章魚觸手底部的吸盤。這些吸盤不僅可以在不使用任何化學物質的情況下反覆附著在物體表面,而且還可以在水下附著。
為了製作他們的”黏性微型章魚狀吸盤”(AMOS)貼片,研究人員首先製作了一個模具。這項任務是利用一種被稱為立體光刻的3D 列印技術完成的,在這種技術中,物體是透過選擇性地將紫外線雷射照射到一桶光固化樹脂中而形成的。製作出來的模具由一系列小圓頂和斜線交織而成。
接下來,一種名為聚二甲基矽氧烷(PDMS)的生物相容性聚合物以液態形式塗抹在模具上,一旦固化成固態彈性形式,就會被剝離。在製成的補丁中,圓頂產生了微小的吸盤,而線條則產生了延伸至補丁邊緣的微小通道。
當把製作完成的AMOS 貼片按壓在人體皮膚上時,吸盤透過在每個吸盤下形成微小的真空牢牢地黏附在貼片表面。事實上,PDMS 本身俱有一定的黏附性微結構,這有助於貼片的黏附,同時也能無痛地將其取下。
同時,這些通道透過毛細作用將水分從貼片下方帶出,幫助下層皮膚呼吸。
在Matteo Parsani 副教授進行為期30 天的徒步旅行時,使用AMOS 貼片為他貼上腦電圖和其他感測器。
在一次技術測試中,一名男性志願者在騎自行車鍛鍊時,將AMOS 貼片裝上腦電圖電極,然後貼在他的皮膚上。即使貼在潮濕或多毛的皮膚上,貼片也能保持原位,提供良好的腦電圖讀數,不會對皮膚造成任何刺激。
這項技術甚至被成功用於監測一名卡薩克斯坦科技大學計算科學家的生物訊號,他在30 天內完成了3000 公里(1864 英里)的徒步旅行。
首席科學家Nazek El-Atab 助教說:”我們的目標是開發出一種綜合性、多功能、可貼皮膚的設備,徹底改變可穿戴健康監測和診斷技術。接下來計劃進行廣泛的臨床試驗,以驗證其在實際醫療應用中的功效。
有關這項研究的論文最近發表在《先進功能材料》雜誌上。