Et nyt blødt elektronisk materiale til menneske-maskine-grænseflader

Forskere ved DTU Health Tech har udviklet et nyt materiale, der kan facilitere en næsten perfekt sammensmeltning mellem maskiner og den menneskelige krop til diagnostik og behandling.

Et DTU-forskerhold bestående af Malgorzata Gosia Pierchala, Firoz Babu Kadumundi, og Mehdi Mehrali fra #TeamBioEngine ledet af Alireza Dolatshahi-Pirouz, har udviklet et nyt materiale - CareGum - der blandt andet har potentiale til at overvåge motorisk svækkelse forbundet med neurologiske lidelser som Parkinsons.

Et grønt materiale med mange egenskaber

CareGum ejendomsportefølje er utroligt bred med egenskaber som hudlignende blødhed, den er strækbar op til 30, 000 % og har selvhelbredende egenskaber, der minder om naturlige vævs. Den kan udskrives, formbar, og elektrisk ledende. Især den elektriske ledningsevne gør det muligt for materialet at reagere på ydre stimuli og levere information til et elektronisk kredsløb, mens printkapaciteten åbner muligheder for specialfremstilling af personlig bioelektronik.

Det genereres via en skalerbar rute uden komplicerede og tidskrævende kemiske procedurer. Kort om, den består af en bionedbrydelig polymer matrix, ler nanorør udvundet fra undergrunden, og en superreaktiv grøn tværbinder (garvesyre), der uden tvivl har stimuleret smagsløgene hos mange vindrikkere, da det giver den sin bitre og frugtige smag. Derfor, CareGum er i bund og grund en grøn, genanvendelig, og lavprissensor (140 USD/Kg).

Diagnostiske og behandlingsperspektiver

Lektor Alireza Dolatshahi-Pirouz forklarer:"CareGums er i det væsentlige biotilpasselige cyborgsensorer. De kan forbinde eller fusionere syntetiske materialer og maskiner med den menneskelige krop på en sømløs og behagelig måde til både diagnose og behandling. Vi forestiller os, at vores nye materiale kunne bruges til at tyde de komplekse bevægelsesmønstre, der spiller ind i forskellige bevægelser eller bevægelser, såsom overvågning i realtid af disse, som er immobiliseret på grund af sygdom. Vi har for eksempel vist, at CareGum kan 3D-printes til et ærme af strækbart stof for at overvåge håndens bevægelser."

Forskerholdet arbejder i øjeblikket med den næste version af materialet, som vil være i stand til at overvåge pH- og temperaturændringer samt vigtige sygdomsbiomarkører, giver mulighed for endnu mere menneske-maskine interaktion.

"Kroppen er meget kombinatorisk fra et materielt synspunkt. Tag, for eksempel, hud. Det er ét materiale, men dog, det kan gøre så meget med en bred vifte af egenskaber, herunder fleksibilitet, selvhelbredende kapacitet såvel som temperatur, mekanisk belastning, og perceptionssansende kapacitet. CareGum er præcis sådan. Den er blød, fleksibel, tilpasningsdygtig, helbredes, og næsten animeret. CareGum er ikke dødt materiale. Den er levende. Den lever, " siger lektor Alireza Dolatshahi-Pirouz.