Les biocapteurs qui sont portables sur la peau humaine ou utilisés en toute sécurité à l'intérieur du corps sont de furthermore en plus répandus pour les programs médicales et la surveillance de la santé au quotidien. Trouver les bons matériaux pour lier les capteurs entre eux et les faire adhérer aux surfaces est également un élément critical pour améliorer cette technologie. Une étude récente de la Binghamton College, State University of New York offre une option attainable, en particulier pour les purposes cutanées.




Matthew S. Brown, étudiant au doctorat de quatrième année avec le laboratoire du professeur assistant Ahyeon Koh au département de génie biomédical, a été l'auteur principal de « Digital ? ECM: A Permeable Microporous Elastomer for an Innovative Bio-Built-in Continual Sensing Platform », publié dans la revue Advanced Products Technological innovation.

L'étude utilise du polydiméthylsiloxane (PDMS), un matériau silicone populaire pour une utilisation dans les biocapteurs en raison de sa biocompatibilité et de sa mécanique douce. Il est généralement utilisé comme film solide, matériau non poreux, ce qui peut entraîner des problèmes de respirabilité du capteur et d'évaporation de la sueur.




« Dans la surveillance sportive, si vous avez un appareil sur votre peau, la sueur peut s'accumuler sous cet appareil », a déclaré Brown. « Cela peut provoquer une swelling et également des inexactitudes dans les programs de surveillance continue.

« Par exemple, une expérience d'analyse par électrocardiogramme (ECG) a montré que le PDMS poreux permettait l'évaporation de la sueur pendant l'exercice, capable de maintenir un sign à haute résolution. Le PDMS non poreux ne permettait pas à la sueur de s'évaporer facilement, conduisant à une résolution inférieure du signal après l'exercice.

L'équipe a créé un matériau PDMS poreux par électrofilage, une méthode de production qui fabrique des nanofibres grâce à l'utilisation de la force électrique.

Lors d'essais mécaniques, les chercheurs ont découvert que ce nouveau matériau agissait comme le collagène et les fibres élastiques de l'épiderme humain. Le matériau était également capable d'agir comme un adhésif sec pour que l'électronique se stratifie fortement sur la peau, pour une surveillance sans adhésif. Les checks de biocompatibilité et de viabilité ont également montré de meilleurs résultats après sept jours d'utilisation, par rapport au film PDMS non poreux.

« Vous pouvez l'utiliser dans une grande variété d'applications où vous avez besoin de fluides pour transférer passivement à travers le matériau – comme la sueur – pour s'évaporer facilement à travers l'appareil », a déclaré Brown.

Parce que la composition perméable du matériau est able de diffusion de biofluide, de petites molécules et de gaz, elle peut être intégrée à des tissus biologiques mous tels que la peau, les tissus neuraux et cardiaques avec une swelling réduite au internet site d'application.

Parmi les apps que Brown voit, il y a l'électronique pour la guérison des plaies chroniques à lengthy terme électronique respirante pour la surveillance respiratoire de l'oxygène et du dioxyde de carbone les dispositifs qui intègrent des cellules humaines dans des dispositifs électroniques implantables et surveillance chimique et biologique in vitro en temps réel.

Koh – dont les projets récents incluent l'alimentation par batterie assistée par la sueur et la biosurveillance – a décrit l'étude PDMS poreuse comme « une pierre angulaire de ma recherche ».

« Mon laboratoire est très intéressé par le développement d'un système de détection bio-intégré au-delà de l'électronique portable », a-t-elle déclaré. « Pour le moment, les technologies ont évolué pour développer des dispositifs durables et flexibles au cours des 10 dernières années. Mais nous voulons toujours aller encore additionally loin, pour créer des capteurs qui peuvent être utilisés dans des systèmes as well as invisibles qui ne sont pas seulement sur la peau.

« Koh voit également les possibilités de ce matériau PDMS poreux dans une autre ligne de recherche qu'elle poursuit avec le professeur agrégé Seokheun Choi du département de génie électrique et informatique. Elle et Choi combinent leurs forces pour créer des papiers extensibles pour la bioélectronique douce, ce qui nous permet pour surveiller les états physiologiques.