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“做好事不留名”的手术传感器

2018-05-24 14:31
来源: 微迷网

“做好事不留名”的手术传感器

传感器可以帮助手术后病人的康复锻炼,并确保他们的恢复正在按计划进行,不会过度锻炼

据麦姆斯咨询报道,一款能够跟踪肌腱愈合时应变力和压力的传感器可以帮助医生密切关注患者的康复情况。这两种传感器在试验鼠体内工作了两周之久,然后在不会引起炎症的情况下逐渐分解。

在手术修复后能够监测肌腱上的机械力将改善康复,并允许医生针对每位患者量身定制后续的治疗。由于传感器在使用后会自行溶解,这也意味着不需要进行额外的手术来取出装置。来自英国伦敦大学学院(University College London)的论文共同作者Bob Schroeder解释道,“我们可以持续测量肌腱受到的应变力,允许患者进行更多的运动去拥有更高水平的生活,且不会承受过多的压力。”他指出,最终的应用设想是监测心脏手术后心脏的应变力和压力。

“做好事不留名”的手术传感器

压力和应变力传感器呈现复杂的三明治结构,由可生物降解的聚合物和电子器件构成

厚度为1.5mm的多层器件由3种可生物降解的聚合物和镁电极构成。传感器非常敏感,甚至可以检测到一粒盐所产生的压力。

可生物降解的弹性体被用作应变力传感器,因为它可以结合金字塔纳米结构以提高灵敏度。一旦施加应变力,两个细梳齿形的电极互相滑过,导致测量应变力的电容发生变化。

通过将镁沉积在可生物降解的乳酸聚合物上来制造电极。一旦施加压力,顶部和底部电极之间的距离变化作为电容和压力的变化被读取。两个传感器都被封装在500μm的可生物降解弹性体层内。

Schroeder表示,“我们所面临的挑战在于为传感器的关键部分找到合适的材料。值得注意的是它在试验鼠体内持续运行超过一周仍证明合适。”即使经过20000个电容循环,信号的波形或强度也没有变化。

研究人员通过调整材料的交联密度来实现装置随时间分解,他们在封装弹性体中使用了可逆的酯交联聚合物和不可逆的紫外线引发的乙烯基交联聚合物。

美国西北大学(Northwestern University)的John Rogers补充道,“这是一个新兴且令人振奋的案例,可以通过提供全新的监测器件来改变医疗保健,在某些情况下还能为伤口愈合提供治疗。他们将材料放在一起的方式非常独特,并生成了独立的集成平台,具备测量机械应变和压力的双重功能。‘某种无线数据功能’将对现实方式的部署至关重要。该功能可以会用到电源,或许能够使用通过温度变化来收集能量的热电装置提供。”这正是Schroeder目前在研究的工作。

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