生物可降解和可拉伸应变和压力传感器的说明

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这种传感器可以帮助人们从手术中恢复到锻炼,但要确保他们的恢复是按计划进行的,而且不会过度锻炼

一种可以在肌腱愈合过程中追踪肌腱张力和压力的传感器可以帮助医生密切跟踪患者的康复情况。双传感器在啮齿动物身上持续工作了两周,然后逐渐分解,没有引起炎症。

在手术修复后监测肌腱上的机械力的能力将改善康复,并允许为每个患者量身定制治疗。由于传感器在使用后会溶解,这也意味着不需要额外的手术来移除设备。合著者解释说:“我们可以不断测量肌腱所承受的压力,这将使患者通过更积极地活动来获得更高的生活标准,但不会承受太多的压力。鲍勃·施罗德在英国伦敦大学学院。他说,最终的应用将是“在心脏手术后监测心脏的紧张和压力”。

全生物可降解应变和压力传感器的材料和整体装配

来源:©2018麦克米伦出版有限公司

压力和应变传感器是由可生物降解聚合物和电子器件组成的复杂三明治

这种1.5毫米的分层装置由三种生物可降解聚合物和镁电极组成。它非常灵敏,甚至可以探测到一粒盐施加的压力。

生物可降解弹性体被用作应变传感器,因为它可以结合金字塔纳米结构来提高灵敏度。一旦施加应变,两个细长的梳状电极相互滑动,导致电容的变化,以应变的形式测量。

电极是通过将镁沉积在可生物降解的聚乳酸聚合物上制成的。一旦施加压力,顶部和底部电极之间的距离变化可以被读取为电容和压力的变化。两种传感器都封装在一层500μm的可生物降解弹性体中。

施罗德说:“挑战在于为传感器的正确部分找到正确的材料。”“它能在一只老鼠身上保持正确的属性并持续运作一周以上,这是非常了不起的。”“即使经过2万个电容循环,信号的形状或强度也没有变化。

通过在包装弹性体中使用可逆的酯交联和不可逆的紫外光引发的乙烯交联,调节材料的交联密度,装置随着时间的推移而解体。

“这是一个新兴的令人兴奋的研究方向的一个很好的例子,它可以通过提供一种新的监测设备,在某些情况下为伤口愈合提供治疗来改变医疗保健,”他说约翰·罗杰斯美国西北大学。“他们将材料组合在一起的方式非常独特,因为它产生了一个单一的集成平台,具有测量机械应变和压力的双重功能。”他还说,“某种无线数据能力”对于以现实的方式部署它至关重要。这种能力可能需要一个电源,它可能来自一个热电设备,利用温度变化来收集能量,这是施罗德正在研究的东西。