Une technologie biomédicale semblable à la peau qui utilise un maillage de nanofils conducteurs et une fine couche de polymère élastique pourrait apporter de nouveaux bandages électroniques qui surveillent les biosignaux pour des applications médicales et fournissent une stimulation thérapeutique à travers la peau.

Le dispositif biomédical imite les propriétés élastiques et les capacités sensorielles de la peau humaine.

"Il peut adhérer intimement à la peau et fournir simultanément un biofeedback médicalement utile tel que des signaux électrophysiologiques, " a déclaré Chi Hwan Lee, professeur adjoint de génie biomédical et de génie mécanique à l'Université Purdue. « Uniquement, ce travail combine des nanomatériaux de haute qualité dans un dispositif semblable à une peau, améliorant ainsi les propriétés mécaniques."

Le dispositif pourrait être assimilé à un pansement électronique et pourrait être utilisé pour traiter des conditions médicales à l'aide de thermothérapie, où la chaleur est appliquée pour favoriser le flux vasculaire pour une guérison améliorée, dit Lee, qui a travaillé avec une équipe qui comprend Min Ku Kim, étudiant diplômé de Purdue.

Les approches traditionnelles pour développer une telle technologie ont utilisé des films minces faits de métaux ductiles tels que l'or, argent et cuivre.

"Le problème est que ces films minces sont sensibles aux fractures par étirement excessif et fissuration, " Lee a déclaré. "Au lieu de films minces, nous utilisons un film à mailles de nanofils, ce qui rend l'appareil plus résistant à l'étirement et à la fissuration que possible. En outre, le film à mailles nanofilaires a une surface spécifique très élevée par rapport aux films minces conventionnels, avec plus de 1, Rugosité de surface 000 fois supérieure. Donc, une fois que vous l'avez attaché à la peau, l'adhérence est beaucoup plus élevée, réduisant le potentiel de délaminage par inadvertance."

Les résultats sont détaillés dans une publication de recherche publiée en ligne en octobre dans Matériaux avancés .

Les nanofils conducteurs mesurent environ 50 nanomètres de diamètre et plus de 150 microns de long et sont noyés à l'intérieur d'une fine couche d'élastomère, ou polymère élastique, environ 1,5 microns d'épaisseur. Démontrer son utilité dans le diagnostic médical, l'appareil a été utilisé pour enregistrer les signaux électrophysiologiques du cœur et des muscles.

"L'enregistrement des signaux électrophysiologiques de la peau peut fournir aux porteurs et aux cliniciens des mesures quantitatives de l'activité cardiaque ou de l'activité musculaire, " dit Lee.

Une grande partie de la recherche a été effectuée au Birck Nanotechnology Center dans le Discovery Park de Purdue.

"Le film de maille de nanofils a été initialement formé sur une plaquette de silicium conventionnelle avec les technologies de micro- et nano-fabrication existantes. Notre technique unique, appelée technique d'impression par transfert par fissure, nous permet de décoller de manière contrôlée la couche de dispositif de la plaquette de silicium, puis appliquer sur la peau, " dit Lee.

Les chercheurs de l'État de l'Oklahoma ont contribué à des simulations théoriques liées à la mécanique sous-jacente des appareils, et Seungyong Han a synthétisé et fourni les nanofils conducteurs.

Les recherches futures seront consacrées au développement d'un pansement transdermique d'administration de médicaments qui transporterait les médicaments à travers la peau d'une manière contrôlée électroniquement. Un tel système pourrait inclure des capteurs intégrés pour détecter le niveau de blessure et délivrer de manière autonome la dose appropriée de médicaments.