Com câncer, diabetes e doenças cardíacas entre as principais causas de incapacidade e morte nos Estados Unidos, imagine uma solução de monitoramento domiciliar de longo prazo que possa detectar essas doenças crônicas precocemente e levar a intervenções oportunas.
Zheng Yan e uma equipe de pesquisadores da Universidade de Missouri podem ter uma solução. Eles criaram um material “semelhante à pele” ultramacio – que é respirável e elástico – para uso no desenvolvimento de um dispositivo bioeletrônico vestível na pele capaz de rastrear simultaneamente vários sinais vitais, como pressão arterial, atividade cardíaca elétrica e hidratação da pele.
“Nosso objetivo geral é ajudar a melhorar a biocompatibilidade a longo prazo e a precisão duradoura da bioeletrônica vestível por meio da inovação desse material poroso fundamental que possui muitas propriedades novas”, disse Yan, professor assistente do Departamento de Química e Biomédica Engenharia e Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial.
Feito de um composto de elastômero de metal líquido, a principal característica do material são suas propriedades macias semelhantes à pele.
“É ultramacio e ultra-elástico, portanto, quando o dispositivo for usado no corpo humano, será mecanicamente imperceptível para o usuário”, disse Yan. “Você não pode sentir e provavelmente vai esquecer. Isso ocorre porque as pessoas podem sentir cerca de 20 kilopascals ou mais de pressão quando algo é esticado em sua pele, e esse material cria menos pressão do que isso.”
Suas propriedades antibacterianas e antivirais integradas também podem ajudar a prevenir a formação de patógenos nocivos na superfície da pele sob o dispositivo durante o uso prolongado.
“Chamamos isso de desacoplamento mecânico e elétrico, então, quando o material é esticado, há apenas uma pequena mudança no desempenho elétrico durante o movimento humano, e o dispositivo ainda pode registrar sinais biológicos de alta qualidade do corpo humano”, disse Yan. .
Enquanto outros pesquisadores trabalharam em projetos semelhantes para compósitos de elastômero de metal líquido, Yan disse que a equipe da MU tem uma abordagem inovadora porque o material “poroso” respirável que eles desenvolveram pode impedir que o metal líquido vaze quando o material é esticado como o corpo humano. movimentos.
O trabalho se baseia na prova de conceito existente da equipe, conforme demonstrado por seu trabalho anterior, incluindo um monitor cardíaco atualmente em desenvolvimento. No futuro, Yan espera que os dados biológicos coletados pelo dispositivo possam ser transmitidos sem fio para smartphones ou eletrônicos semelhantes para compartilhamento futuro com profissionais médicos.
“Compósitos porosos de elastômero líquido com alta resistência a vazamentos e propriedades antimicrobianas para bioeletrônica de interface com a pele” foi publicado em Avanços da ciência, um jornal da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS). Os co-autores do estudo incluem Yadong Xu, Yajuan Su, Xianchen Xu, Brian Arends, Ganggang Zhao, Daniel Ackerman, Henry Huang, St. Patrick Reid, Joshua Santarpia, Chansong Kim, Zehua Chen, Sana Mahmoud, Yun Ling, Alexander Brown , Qian Chen, Guoliang Huang e Jingwei Xe.
Este estudo foi apoiado por doações da National Science Foundation (2149721), Office of Naval Research (FA9550-21-1-0226), National Institute of General Medical Sciences (P30GM127200), National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (R21AR080906 ) e o Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea (AF 9550-20-1-0279 e AFOSR FA9550-20-1-0257). O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente a opinião oficial das agências financiadoras.
Com informações de Science Daily.