Инженеры Массачусетского технологического института разработали гидрогель с сетью микроскопических каналов, заполненных воздухом. Материал предназначен для устройств, которые долго соприкасаются с кожей: медицинских пластырей, повязок и носимых датчиков. Обычные гидрогели могут удерживать тепло и пот, что вызывает раздражение и ухудшает работу сенсоров.
Новый материал на 70% состоит из воды, но при этом пропускает кислород значительно лучше традиционных гидрогелей. В лабораторных испытаниях его газопроницаемость достигла 185 баррер, что примерно в 10 раз выше обычных аналогов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Для создания гидрогеля ученые добавили в его состав частицы силикагелевого аэрогеля, которые удерживают воздух и не дают внутренним полостям заполняться водой. Во время изготовления частицы образовали тонкую связанную сеть воздушных каналов. Благодаря этому через материал проходят кислород и водяной пар, хотя он сохраняет высокую влажность.
По данным исследователей, новый гидрогель пропускает водяной пар в 10–100 раз эффективнее силиконовых и полиуретановых пластырей. После 10 000 циклов растяжения он сохранил около 95% первоначальной воздухопроницаемости. В тестах после 20 минут физической нагрузки температура кожи под силиконовым пластырем повысилась на 6,5 °C, а под новым материалом снизилась примерно на 1 °C.
В испытании с участием 10 добровольцев, носивших пластыри на груди в течение часа умеренной нагрузки, никто не сообщил о зуде, раздражении или других нежелательных реакциях кожи. Разработку также приспособили для электродов, регистрирующих электрическую активность сердца. Во время езды на велосипеде такие электроды обеспечивали более четкий сигнал электрокардиограммы, чем обычные гидрогелевые аналоги при накоплении пота.
Материал пока не готов к клиническому применению, поскольку ему требуются дополнительные проверки биосовместимости, стерилизации, срока хранения и безопасности. Испытания на людях были небольшими и подтверждали главным образом работоспособность подхода. Кроме того, гидрогель не обладает собственной клейкостью и нуждается в отдельном способе фиксации на коже.
