Et smertefrit klæbemiddel:Klæbemidler til biomedicinske applikationer kan løsnes med lys

Afbrydelse af en plaster kan snart blive meget mindre smertefuldt.

Forskere fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og Xi'an Jiaotong University i Kina har udviklet en ny type klæbemiddel, der stærkt kan klæbe våde materialer - såsom hydrogel og levende væv - og let kan løsnes med en bestemt lysfrekvens.

Klæbemidlerne kan bruges til at fastgøre og løsne sårforbindelser smertefrit, transdermale lægemidler til levering af lægemidler, og bærbar robotik.

Papiret udgives i Avancerede materialer .

"Stærk vedhæftning kræver normalt kovalente bindinger, fysiske interaktioner, eller en kombination af begge, "sagde Yang Gao, første forfatter til papiret og forsker ved Xi'an Jiaotong University. "Adhæsion gennem kovalente bindinger er svær at fjerne, og vedhæftning gennem fysiske interaktioner kræver normalt opløsningsmidler, hvilket kan være tidskrævende og miljøskadeligt. Vores metode til at bruge lys til at udløse løsrivelse er ikke-invasiv og smertefri. "

Klæbemidlet anvender en vandig opløsning af polymerkæder spredt mellem to, ikke-klæbrige materialer-som marmelade mellem to skiver brød. På egen hånd, de to materialer klæber dårligt sammen, men polymerkæderne fungerer som en molekylær sutur, sy de to materialer sammen ved at danne et netværk med de to allerede eksisterende polymernetværk. Denne proces er kendt som topologisk sammenfiltring.

Når den udsættes for ultraviolet lys, stingnetværket opløses, adskiller de to materialer.

Forskerne, ledet af Zhigang Suo, Allen E. og Marilyn M. Puckett professor i mekanik og materialer ved SEAS, testet vedhæftning og frigørelse på en række materialer, sammenføjning af hydrogeler; hydrogeler og organisk væv; elastomerer; hydrogeler og elastomerer; og hydrogeler og uorganiske faste stoffer.

"Vores strategi fungerer på tværs af en række materialer og kan muliggøre brede applikationer, "sagde Kangling Wu, medforfatter og forsker ved Xi'an Jiaotong University i Kina.

Mens forskerne fokuserede på at bruge UV -lys til at udløse løsrivelse, deres arbejde antyder muligheden for, at syningspolymeren kan løsnes med nær-infrarødt lys, en funktion, der kan anvendes på en række nye medicinske procedurer.

"I naturen, våde materialer kan ikke lide at klæbe sammen, "sagde Suo." Vi har opdaget en generel tilgang til at overvinde denne udfordring. Vores molekylære suturer kan stærkt klæbe våde materialer sammen. Desuden, den stærke vedhæftning kan gøres permanent, forbigående, eller aftagelig på forespørgsel, som svar på en cue. Så, som vi ser det, naturen er fuld af smuthuller, venter på at blive syet. "