Un sensor de tensión y presión completamente biodegradable y estirable. a, El sensor se puede conectar a un tendón para una evaluación de la curación en tiempo real, permitiendo personalizar el protocolo de rehabilitación tras la reparación de un tendón para cada paciente. B, Conceptos utilizados para la detección de tensión y presión. Detección de tensión:al aplicar tensión, los dos electrodos de peine de película fina se deslizan entre sí, resultando en variación de la capacitancia. El rango de 0 a 15% para la detección de tensión se elige en función del hecho de que in vivo la tensión ejercida sobre los tendones es inferior al 10%. Detección de presión:al aplicar presión, la variación de la distancia entre los electrodos superior e inferior da como resultado una variación de la capacitancia. La capa dieléctrica, hecho de un delgado, altamente compresible, caucho regularmente microestructurado, permite que el sensor tenga una alta sensibilidad a la presión y un tiempo de respuesta rápido, mejorando la sensibilidad en varios órdenes de magnitud en comparación con el trabajo publicado anteriormente basado en un enfoque de espacio de aire. C, Materiales y montaje general del sensor de tensión y presión totalmente biodegradable. El elastómero biodegradable PGS (poli (sebacato de glicerol)) se utiliza como capa dieléctrica para el condensador que constituye el sensor de presión. También se utiliza en la arquitectura del sensor de deformación como una capa antiadherente estirable, permitiendo que los electrodos se deslicen entre sí. El elastómero biodegradable POMaC (poli (citrato de (anhídrido) maleato de octametileno)) se utiliza para el sensor de deformación y el embalaje18. POMaC es un biomaterial elastomérico biodegradable elástico suave sintetizado a partir de ácido cítrico, anhídrido maleico y 1, 8-octanodiol, que es capaz de imitar las propiedades mecánicas de una amplia gama de tejidos biológicos blandos. PLLA es la capa de sustrato para los electrodos de magnesio. D, Imagen del sensor ensamblado. Crédito: Electrónica de la naturaleza (2018). DOI:10.1038 / s41928-018-0071-7
Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha desarrollado un nuevo tipo de sensor de presión y tensión implantable que se descompone sin causar daño cuando termina su utilidad. En su artículo publicado en la revista Naturaleza , el grupo describe el desarrollo y la prueba de su sensor. Sung-Geun Choi y Seung-Kyun Kang del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea ofrecen un artículo de Noticias y opiniones sobre el trabajo realizado por el equipo de Stanford en el mismo número de la revista.
Como la mayoría de la gente sabe, el procedimiento estándar para la recuperación de una cirugía ortopédica es la rehabilitación física. Pero saber cuánto estrés o presión pueden soportar las piezas reparadas sigue siendo más un arte que una ciencia. Por esta razón, Los científicos han estado buscando formas de implantar sensores que den una medida más precisa de lo que sucede dentro del cuerpo durante la rehabilitación. Idealmente, estos sensores simplemente desaparecerían una vez que ya no se necesiten; de lo contrario, sería necesaria una segunda cirugía para extirparlos. Pero hasta ahora estos sensores han sufrido problemas de rendimiento o no eran totalmente biocompatibles. En este nuevo esfuerzo, el equipo de Stanford informa que su nuevo sensor supera ambos problemas.
La estructura del sensor se hizo apilando dos sensores, uno para medir la tensión, el otro para presión:estaba hecho de dos tipos de polímeros biocompatibles y biodegradables y también cuenta con electrodos de magnesio. El producto final involucró cinco capas de material, incluido el embalaje superior e inferior, cubriendo los sensores. El equipo probó el sensor implantándolo en la espalda de una rata.
El equipo informa que el sensor era capaz de medir deformaciones tan pequeñas como el 0,4 por ciento y presiones tan pequeñas como 12 Pa. Además, que no sea una pequeña cantidad de inflamación inicial, no observaron efectos nocivos en la rata. También informan que pudieron establecer la cantidad de tiempo antes de la descomposición mezclando los ingredientes al hacer la estructura del sensor. Como bonificación, notaron que el sensor funcionaba normalmente durante el período de descomposición, y solo cesó cuando dejó de ser útil. Es más, informan que la descomposición del sensor no causó ningún problema a la rata.
© 2018 Tech Xplore
