研究人员来自格鲁吉亚理工学院和汉阳大学,韩国,开发了第一个气溶胶喷射印刷用于无线监测血流的生物传感器。
发表在高级科学在美国,该团队使用了一种新型的AJP技术来3D打印可植入和可伸缩的电子系统。这保持了无电路和低轮廓设计与增强的读数距离,能够监测大脑的血流进行动脉瘤治疗。
植入式无线监控装置
可穿戴技术指的是可以佩戴或植入体内的智能电子设备。3D打印使新的可穿戴设备,如电子第二皮肤, 和智能面料.此外,我n与软材料组合,可伸展且柔性器件如生物传感器已经开发出来。
这些传感器的功能很大程度上依赖于它们的无线监控能力通过刚性电路启用。然而,根据研究人员,刚性电路导致与软组织或血管不相容。
“基于金属和塑料的刚性电子器件具有巨大的血栓形成和流动破坏的风险,用于监测血液动力学[研究表明。
用气溶胶喷射印刷制造植入传感器
为了解决传统制造技术的缺点,AJP被用于生产无线植入传感器。这种技术可以通过直接打印、数字设计和优化控制实现更快、更可靠的制造和可扩展的制造。
在这项研究中,研究人员开发了一种开发无线拉伸电子产品的新型AJP方法。它们的生物传感器利用聚酰亚胺作为介电层,作为与软弹性体直接整合的底部支撑层。该过程从四个对准层的高精度3D打印开始,用墨水组成,由生物相容性银纳米粒子和混合聚酰亚胺(PI)组成。
然后少量软弹性体将传感器连接到医用支架。该无缝集成过程使传感器能够符合具有高灵活性和拉伸性的支架。可以通过常规导管程序展开所得到的低型材。
无线监测血液动力学
对于植入无线询问,研究人员利用了一种电感耦合方法,提供无电路设计。该读数方法将传感器线圈与两个外部线圈的传感器线圈之间的电感耦合原理应用于记录瞬态信号。
在传感器系统完成和优化之后,在体内实验中进行。研究了通过空气,盐水和肉类无线检测谐振频率的最佳传感器线圈的性能。发现通过肉的最大读出距离为6厘米,达到大脑中血液动力学监测的范围。然后在高度含量和窄的人的神经血管模型中测试传感器的流速监测能力。T.他研究了:
“集体,这项工作显示了印刷生物系统的潜力,提供了高吞吐量,可拉伸电子设备的添加剂制造,具有电力,实时无线监控的进步,”
本研究的目前的限制是将植入线圈与支架和传感器系统的集成集成,以实现完整的植入包装。现在,该团队正在开发与现有支架和流量传感器集成可植入的电感线圈的方法。
未来的工作将涉及传感器系统的血液振动和生物相容性测试。进一步研究了血液的性质对传感器和可植入线圈的影响,例如线圈转向之间的电容性。
”完全印刷,无线,可伸展的植入生物系统,朝向无电脑动脉瘤血液动力学进行实时监测”是Cobert Herbert,Saswat Mishra,Hyo-Ryoung Lim,Hyoungsuk Yoo,Woon-Hong Yeo。
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特色图片显示通过有限元建模,并与制作的传感器进行比较,设计了一种高可伸缩的传感器。图片来自佐治亚理工学院/高级科学学院。