Le lesioni cutanee sono inevitabili nella vita quotidiana e possono compromettere gravemente le funzioni intrinseche di rilevamento della temperatura e di regolazione. Ad esempio, le ustioni cutanee possono portare a una perdita di feedback termico, con conseguenti ulteriori effetti collaterali e dolore.

L'uso di materiali fibrosi flessibili per ricostruire la funzionalità della pelle danneggiata presenta un potenziale significativo nei campi della robotica biomimetica e della riparazione dei tessuti, in particolare nel ripristinare la capacità della pelle di percezione della temperatura e di regolazione adattiva, che potrebbe migliorare significativamente la qualità della vita delle persone con lesioni alla pelle.

Sebbene la pelle elettronica che simula la sensazione di temperatura sia stata sviluppata per applicazioni biomimetiche, la maggior parte dei dispositivi non dispone di capacità di autoregolamentazione.

Per risolvere questo problema, un gruppo di ricerca guidato da Zhu Meifang presso l'Università di Donghua ha segnalato lo sviluppo di un cerotto integrato che simula la regolazione della temperatura cutanea, consentendo processi di guarigione dinamici più controllabili.

Il progetto di Zhu introduce un sistema elettronico biomimetico termoregolatore interattivo attraverso un processo di feedback dipendente dalla temperatura della pelle. Ciò si ottiene coordinando un circuito di feedback esterno con un circuito di protezione interno, che insieme regolano l'interazione tra l'unità di controllo termico e un termistore.

Considerando i vincoli dei costi di produzione industriale, il team ha scelto il grafene indotto dal laser (LIG), noto per la sua struttura ordinata e la struttura porosa disordinata, come materiale per l’unità di controllo della temperatura. È stato selezionato un copolimero acrilico come componente principale per il termistore con coefficiente di temperatura positivo (PTC), dimostrando una buona riproducibilità nei test.

La pelle danneggiata spesso non dispone di una regolazione essenziale della temperatura, il che può ostacolare il processo di guarigione della ferita. Pertanto, il team di Zhu ha deciso di utilizzare questo dispositivo flessibile termicamente percettivo e regolativo per facilitare la guarigione delle ferite. Studi comparativi con gruppi commerciali hanno dimostrato che l'uso di materiali elettronici morbidi con un basso modulo di Young a diretto contatto con i tessuti biologici può ridurre significativamente le reazioni avverse.

L'articolo è pubblicato sulla rivista Nano-Micro Letters .