Parche adhesivo médico inteligente usa calor para facilitar una retirada suave

La lesión cutánea relacionada con adhesivos médicos (MARSI) es una preocupación persistente en recién nacidos, adultos mayores, pacientes en estado crítico y otras personas que requieren monitorización repetida. Los adhesivos fuertes mantienen los sensores firmemente adheridos para registrar señales cardíacas, respiratorias y de movimiento, pero su aplicación y retirada pueden causar irritación, daño epidérmico y desgarro de la piel.

Para equilibrar una sujeción fiable con una retirada más suave, los investigadores han desarrollado un parche adhesivo inteligente diseñado para mantenerse seguro durante su uso y desprenderse suavemente cuando sea necesario.

El parche adhesivo médico fue desarrollado por un equipo del Departamento de Ingeniería Mecánica de POSTECH junto con colaboradores de la Universidad Texas Tech y la Universidad Northwestern. El trabajo se centra en controlar las fuerzas mecánicas en la interfaz piel-dispositivo en lugar de limitarse a cambiar la química del adhesivo. Los hallazgos se publicaron en línea en Nature Communications.

El parche utiliza un polímero con memoria de forma (SMP), que puede recuperar una forma programada cuando se expone a una temperatura específica. Su superficie contiene una matriz de estructuras piramidales que permanecen aplanadas en el estado inactivo. Esta configuración aplanada permite un amplio contacto con la piel y favorece una adhesión estable durante la monitorización.

Cuando el parche se calienta ligeramente por encima de la temperatura de transición vítrea, las pirámides recuperan su geometría original. Este cambio reduce el área de contacto efectiva entre la piel y el adhesivo. También crea huecos interfaciales que permiten que el parche se desprenda con una fuerza considerablemente menor.

Las pruebas experimentales mostraron que la activación térmica redujo la energía de adhesión hasta en aproximadamente un 99 % mientras mantenía una fijación estable durante su uso. El equipo utilizó correlación digital de imágenes en tres dimensiones (3D-DIC) para visualizar la deformación bajo la superficie cutánea durante el desprendimiento. En comparación con el estado inactivo, el adhesivo de SMP activado redujo la fuerza de pelado y suprimió la deformación subcutánea tanto en un fantoma de piel como en piel humana.

Los investigadores también añadieron una estructura inspirada en el kirigami para mejorar la comodidad de uso en regiones corporales curvas, incluidas las articulaciones. Este diseño mejoró la conformidad mecánica y el transporte de humedad a través de la capa adhesiva. El adhesivo se integró con dispositivos inalámbricos de detección mecanoacústica y demostró una adquisición estable de bioseñales durante la fijación normal, seguida de un desprendimiento controlado tras la activación térmica.

“Este trabajo es significativo porque controla las fuerzas mecánicas en la interfaz piel-dispositivo, en lugar de limitarse a cambiar el propio material adhesivo. Al combinar una fijación estable con una retirada de baja fuerza, la plataforma ofrece una vía práctica hacia dispositivos biomédicos más seguros en contacto con la piel”, dijo el profesor Jin-Tae Kim.

“Lo que distingue a esto de las tecnologías adhesivas médicas existentes es que cambia activamente las propiedades adhesivas al utilizar la microestructura de los polímeros con memoria de forma, lo que le permite adherirse firmemente durante su uso y retirarse fácilmente cuando es necesario”, afirmó el profesor Seok Kim.

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POSTECH