محققان یک پچ پوستی الهامگرفته از مکندههای هشتپا به نام AMOS ابداع کردهاند که به دلیل طراحی بیومیمتیک خود قادر است بدون استفاده از چسب، به سطوح مرطوب یا خشک متصل شود.
به گزارش تکناک، این فناوری میتواند در کاربردهای پزشکی مانند: حسگرهای زیستی یا تحویل دارو مورد استفاده قرار گیرد.
سنسورهایی مانند الکترودهای الکتروکاردیوگرام (ECG) میتوانند جان یک فرد را نجات دهند، اما پچهای چسبندهای که برای اتصال آنها استفاده میشوند امکان آسیب رساندن به پوست را دارند.
علاوه بر این، چسبها اغلب زمانی که خیس میشوند، کارایی خود را از دست میدهند. همچنین هنگام برداشتن پچ، درد ایجاد میشود و در صورت چسباندن دوباره آن، به خوبی نمیچسبد.
بیشتر پچهای پزشکی شبیه بانداژ هستند، به این معنا که از مواد شیمیایی چسبنده یا به عبارت دیگر چسبها برای چسبیدن موقت به پوست استفاده میکنند. متأسفانه در بسیاری از افراد، پوست توسط این مواد شیمیایی تحریک میشود، که خارش، قرمزی، التهاب و حتی تاول را به دنبال دارد.
در همین راستا به دنبال یک جایگزین کمتر تحریککننده، کمتر دردناک و مقاومتر و قابل استفاده مجدد، دانشمندان دانشگاه علوم و فناوری ملک عبدالله عربستان سعودی (KAUST) هشتپا را بررسی کردند.
به طور خاص، آنها به مکندههای موجود در زیر بازوهای هشتپا توجه کردند. این مکندهها نه تنها میتوانند بدون استفاده از مواد شیمیایی به سطوح بچسبند، بلکه میتوانند این کار را زیر آب نیز انجام دهند.
برای ساخت پچ «مکندههای کوچک چسبنده شبیه به اختاپوس» (AMOS)، محققان با ساخت یک قالب شروع کردند. این کار با استفاده از تکنیک چاپ سهبعدی به نام استریولیتوگرافی انجام شد، که در آن اشیا با تاباندن لیزر فرابنفش به یک مخزن رزین فوتوپلیمری ساخته میشوند.
قالب حاصل شامل مجموعهای از گنبدهای کوچک بود که با شبکهای از خطوط پیچخورده در هم تنیده شده بودند.
سپس یک پلیمر زیستسازگار به نام پلیدیمتیلسیلوکسان (PDMS) به صورت مایع به قالب اعمال گردید و پس از سفت شدن آن را به شکل جامد الاستیک از قالب جدا کردند.
در پچ حاصل، گنبدها مکندههای کوچکی تولید کردند، در حالی که خطوط با ایجاد کانالهای کوچکی به لبههای پچ میرسیدند.
هنگامی که پچ AMOS آماده شده روی پوست انسان فشرده شد، مکندهها با ایجاد یک خلأ کوچک در زیر هر یک به سطح پوست محکم چسبیدند.
این واقعیت که خود PDMS دارای یک ساختار میکروچسبنده است، به چسبیدن پچ کمک کرد، در حالی که همچنان امکان برداشتن بدون درد آن وجود داشت.
همچنین کانالها رطوبت را از زیر پچ به وسیله عمل موئینگی خارج کردند و به پوست زیرین کمک شد تا تنفس کند.
در یکی از آزمایشهای این فناوری، یک پچ AMOS به الکترودها تجهیز و سپس به پوست یک داوطلب مرد که روی دوچرخه ثابت تمرین میکرد، چسبانده شد.
این پچ حتی زمانی که روی پوست مرطوب یا پر مو قرار گرفت، در جای خود باقی ماند و بدون ایجاد هیچگونه تحریک پوستی، خوانشهای خوبی ارائه داد.
این فناوری حتی برای نظارت بر سیگنالهای زیستی یک دانشمند محاسباتی از دانشگاه KAUST که یک سفر ۳۰۰۰ کیلومتری با دوچرخه دستی را در مدت ۳۰ روز تکمیل کرد، با موفقیت استفاده شد.
دکتر نازک العتاب، دانشمند ارشد این مطالعه اعلام کرد: «هدف ما توسعه یک دستگاه جامع، چندمنظوره و قابل چسباندن به پوست است که میتواند فناوریهای نظارت بر سلامت و تشخیص فناوریهای پوشیدنی را متحول کند. ما قصد داریم آزمایشهای بالینی گستردهای را برای تأیید کارایی آن در کاربردهای پزشکی واقعی انجام دهیم.»
مقالهای درباره این تحقیق به تازگی در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است.
