可監測感染的智能手術縫合線問世
外科手術縫合線不再是沒有生命的簡單絲線了現在研究人員已經給它們包裹上了能監測創口及加速愈合的傳感器
這種電子縫合線內含高分子聚合物或絲線并和超薄硅傳感器整合在一起它們不僅能夠穿過針眼而且在動物試驗中研究人員還能讓它們系住皮膚拉緊打結與此同時裝置也不會降解
這種縫合線能準確地測量溫度而溫度升高表明有感染為傷口加熱可以促進愈合也是已知的事實智能縫合線的發明人伊利諾伊大學香檳分校的材料科學與工程教授約翰羅杰斯(JohnRogers0)設想還可以在縫合線上裝載能提供電刺激的裝置來愈合傷口最終最有價值的將是能通過這些裝置程序化地給藥羅杰斯教授說研究人員可以用注入藥物的聚合物覆蓋電子縫線來做到這點溫度升高或電刺激都會導致化學物質的釋放
智能縫合線技術被發表在Small雜志的網絡版上它依賴硅基器件來彎曲和拉伸羅杰斯和他的同事們用硅膠膜金電極以及可以彎曲纏繞并只有幾百納米厚的電線打造了這一裝置這項技術也被用于充氣導管和醫學刺青中并已被羅杰斯參與創辦的位于馬薩諸塞州劍橋的公司MC10商業化
研究人員首先用化學物質從硅晶片上切下一片極薄的硅通過一個轉印圖章(rubberstamp)他們將納米硅膠膜翻轉到高分子聚合物或絲線上然后把金屬電極和電線沉淀在膜上并且用環氧樹脂涂層包裹整個裝置
研究人員為縫合線裝上了兩類溫度傳感器一類是隨溫度改變電流輸出的硅二極管另一類是隨溫度改變其電阻值的鉑納米膜電阻同時微加熱器就是簡單的細金絲當電流通過時它們即能發熱
羅杰斯說這一裝置中的所有材料都可以在人體上安全使用而最大的挑戰在于使縫合線變得柔韌有彈性硅是脆的所以把納米膜做得盡可能薄并用纏繞的方式排列它們是獲得彈性的關鍵將硅放在縫合線頂層的環氧樹脂與底層的高分子聚合物之間也至關重要當你彎曲整個縫合線時頂層承受的是張力而底層承受的是壓力但中間位置所受的力卻很小羅杰斯說
研究人員已經在老鼠皮膚的切口上測試了縫合線的彈性力學及韌性但還未在動物身上測試溫度傳感及加熱功能他們也在研究如何無線控制裝置