Membranas de nanofibra PVDF funcionalizadas de bioinspiración con hidrofilicidad y sinergia de adhesión para una...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de Biomateriales
• Tecnología portátil
• Monitoreo fisiológico no invasivo

Sus antecedentes:

• Los sensores de sudor portátiles enfrentan desafíos en la adhesión de la piel, el manejo del sudor y la bioseguridad, lo que dificulta el uso clínico.
• Las plataformas de monitoreo no invasivo existentes requieren mejoras para la conformabilidad dinámica de la piel y el rendimiento confiable durante la actividad física.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar membranas de nanofibra de fluoruro de polivinileno (PVDF) avanzadas con propiedades de adhesión hidrófila mejoradas para la construcción de sensores de sudor.
• Para abordar las limitaciones en la conformabilidad dinámica de la piel, la adherencia, la absorción del sudor y la bioseguridad de los dispositivos de diagnóstico portátiles.

Principales métodos:

• Fabricación de membranas compuestas mediante el uso de un copolimero de polietileno glicol funcionalizado con catecol (catecol-PEG) integrado en nanofibras PVDF mediante electrospinado.
• Estrategia de modificación bioinspirada que incluye dopamina y polietilenglicol (PEGDE) para la síntesis de copolímero.
• Caracterización de las propiedades de la membrana, incluida la adhesión, la superhidrofilicidad, la actividad antibacteriana y la permeabilidad al aire.

Principales resultados:

• Las membranas compuestas exhibieron una adhesión robusta y reutilizable con contacto cutáneo conforme, mejorada por la hidratación.
• Superhidrofilidad instantánea (ángulo de contacto con el agua reducido de 135° a 0°) y mejora significativa de la permeabilidad al aire (aumento de 5,4 veces).
• Tiene una potente actividad antibacteriana (> 98,6% de inhibición contra < i>S. aureus, el 97,7% en contra de la E. coli) y se demostró una extracción eficiente del sudor.
• Los ensayos en humanos con atletas confirmaron la detección multiplexada confiable de los biomarcadores del sudor (pH, Cl^-, Ca²⁺) con una adhesión epidérmica estable durante la actividad intensa.

Conclusiones:

• Las membranas de nanofibra PVDF adhesivas hidrófilas desarrolladas ofrecen una plataforma versátil para el diagnóstico portátil de próxima generación.
• Este sistema de materiales integrados resuelve efectivamente las limitaciones críticas en las tecnologías actuales de monitoreo epidérmico.
• El estudio allana el camino para un monitoreo fisiológico avanzado, confiable y seguro utilizando sensores de sudor portátiles.