(Phys.org) – Tänk om suturer kunde beläggas med sensorer för att övervaka sår och påskynda läkning? En ny studie publicerad i tidskriften Små indikerar material och metoder som visar att det kan vara en del av den medicinska vetenskapens framtid. Forskare som arbetar med avancerade material som appliceras på medicin har byggt "smarta" suturer med ultratunna kiselsensorer för att mäta temperaturen på ett sårställe – förhöjda temperaturer indikerar infektion – och för att leverera värme till ett sårställe för att underlätta läkning. Studien, publiceras på nätet, har titeln "Tunn, Flexibla sensorer och ställdon som "instrumenterade" kirurgiska suturer för målinriktad sårövervakning och terapi. "Studieförfattarna presenterar två typer av temperatursensorer på suturerna, en kiseldiod som växlar strömutgång med temperatur, och platina nanomembranmotstånd, ändrar dess motstånd med temperaturen. Guldfilament som värms upp när ström passerar genom dem fungerar som mikrovärmare.

Technology Review förklarar hur forskarna tar kemikalier för att skära av en ultratunn film av kisel från en kiselskiva. Med en gummistämpel, de lyfter och överför nanomembranen till polymer- eller sidenremsor. De avsätter metallelektroder och ledningar ovanpå och kapslar in enheten i en epoxibeläggning.

Designformen är serpentin för att möjliggöra elasticitet. Eftersom kisel är skört. nanomembranen är tunna och läggs ut i ett slingrande mönster. John A. Rogers, studie medförfattare och professor i materialvetenskap och teknik vid University of Illinois i Urbana-Champaign, arbetade med studieteamet på de smarta suturerna. *. Rogers, i några år, har fascinerats av potentialen för "det töjbara" som nästa våg inom elektronik. Hans forskningsintressen inkluderar förmågor som kan uppnås genom töjbara teknologier.

Studieförfattarna säger att "korrekt läkning av inskuren hud är avgörande för de naturliga processerna för vävnadsreparation. Koncept inom flexibel kiselelektronik möjliggör integration av ställdon, sensorer och en mängd olika halvledarenheter på tunna remsor av plast eller biopolymerer, för att ge "instrumenterade" suturtrådar för att övervaka och påskynda sårläkningen i detta sammanhang. Bifacial system av denna typ uppvisar olika klasser av funktionalitet, i levande djurmodeller. Detaljerad modellering av mekaniken avslöjar spännings- och töjningsfördelningar i sådana applikationer, för att stödja designstrategier för robust drift."

MC10, en Cambridge, Massachusetts startup, vars Rogers är medgrundare, arbetar med att tillhandahålla "böj, wrap and stretch" elektronik till nya formfaktorer. Företaget har använt sig av labbprototyper från Rogers.

Tekniken som presenteras i Små har påvisats på djur. I djurförsöken, forskare kunde snöra suturerna genom huden, dra åt dem, och knyta ihop dem utan att försämra enheterna. Forskarna testade både flexibilitet och seghet vid snitt i råttshud.

Rogers, när man talar om framtida utveckling, föreställer sig det mest värdefulla av suturer som denna skulle vara om man kunde frigöra droger från dem på ett programmerat sätt. Han sa att det kan göras genom att belägga de elektroniska trådarna med läkemedelsinfunderade polymerer, som skulle frigöra kemikalier när de utlöses av värme eller en elektrisk puls.

© 2012 Phys.Org