（文章來源：大比特資訊）

當前，新的醫療器械設計的前沿技術之一是具有可伸縮性、可穿戴性的產品，它們可以附著在病人或設備上，并能承受運動和操作等損耗。

約翰·羅杰斯博士是伊利諾伊大學的工程學教授，他是許多可伸縮材料電子學研究人員中的一員。羅杰斯認為，柔性微電子電路軟材料是構建可伸縮、可穿戴電子產品的基礎。羅杰斯還表示：“與身體相融合的特征需要與身體相匹配。因此，你需要組織狀的電子產品，它可以層壓，并以完全自然、完全無創的方式接觸身體的不同器官。”

這些材料采用了復雜的電路，以用來為醫療設備和其他產品創建多用途的電子系統。這樣的創新目前正處于發展的早期階段，但羅杰斯預測，在未來幾年，它們將成為醫學上的實質性應用。潛在用途包括可以作為“網狀皮膚”的薄膜、用于植入人腦、嵌入紡織品中、集成到封裝中等應用領域。

柔性材料是通過互連來激活的，這就是連接器技術將發揮關鍵作用的地方。具有適當互連性、接口和兼容性的極小型化連接器將對高性能可伸縮電子產品至關重要。

“質量和可靠性是我們在這個領域里從客戶那里了解到的關鍵要求。”RS Components North America高級副總裁卡梅隆·沃德(Cameron Ward)表示。這是一家連接器和部件選擇的分銷商,該公司促進了包括可伸縮器件在內的微電路和納米技術產品的連接器和組件發展。同時他還認為這些產品的需求將在未來幾年持續增加，經銷商可以在引進先進技術時提供幫助，也可直接與制造商合作，傳達設計師的要求，并首先將最新組件推向市場。

可伸縮電子產品采用了由超薄的硅和銅制造的電路。傳統上，硅片是剛性的，但當硅可以制造成超薄時，它可以安裝在彈性基板上，也可以應用在橡膠狀基板上做成網格圖案。這種彈性體或橡膠基板是柔性的，可從不彎曲到彎曲，然后再回到不彎曲，提供可伸縮、光子電路等特性，衍生出各種類型的產品。它是導電的，通常包括一個完整的電源，并且可以傳輸和發射信號,可做成一個復雜的、可伸縮的和可穿戴的產品。

這些技術將使設計師能夠創造出能夠監測大腦或心臟活動和許多其他參數的醫療產品，而不需要一個剛性的或其他強制性的設備來檢測。柔性產品將允許對病人，甚至好動的嬰兒進行健康監測，并且不會導致不適、運動限制或反應性皮疹等不良反應，用普通粘合劑貼在更大的產品上的運用也很常見。小尺寸和柔韌性可設計在不引人注意的地方，例如在管子內安裝設備來實現進行復雜的手術、監測健康標記、傳輸實時病人數據等許多以前不容易實現的各種功能。

這種精密電路的應用在醫療市場上具有巨大的潛力，但其他市場領域，如制造和封裝，也將受益。作為其歐盟資助項目的一部分，Wurth Elektronik正在開發復雜的彈性電路，這涉及31家歐洲各行業的公司。目標是開發出用于封裝、光學和光子學、設備供應和測試的柔性電子產品。該項目名為APPLAUSE(用于歐洲低成本制造的光子學、光學和電子學的高級封裝)，利用歐洲半導體價值鏈為大批量制造創造出新的工具、方法和工藝。

在美國，佐治亞理工學院的研究人員開發了一種獨特的可拉伸材料，可以作為一種簡單的監視器，向醫生提供病人數據。電路可作為粘合繃帶，可以通過儀表板提供簡單的病人數據：例如，心率為每分鐘89次，每分鐘11次呼吸，病人正在行走等。由于可伸縮的形式，病人幾乎不知道它粘附在他們身上。這些數據是實時傳遞的，并存檔以供今后參考，或用于激活對病人護理團隊的警報。

喬治·W·伍德拉夫機械工程學院(George W.Woodruff School of Mechanical Engineering)和佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)的助理教授楊煥紅(Woon-Hong Yeo)表示：“這種健康監測儀對于那些好動的幼兒來說有一個關鍵的優勢，因為這種柔軟的適形裝置在皮膚上并容納幼兒的好動。這種設計還能滿足敏感皮膚的電子健康監測需求。”

可伸縮和可穿戴設備通常是通過無線發送數據到另一個可穿戴設備。可伸縮裝置，連同它自己的精細電路，通常有自己的電源：電池，電容器，甚至太陽能電池等。對于醫療應用，可穿戴設備與其他設備的互連需要高度工程化、輕量級和可靠的連接器。互連性創造了一個模擬系統，傳達微小電子信號。

美國食品和藥物管理局(FDA)將此稱為互操作性，并建議制造商選擇有利于醫療設備之間兼容的設計解決方案。設計輸入應包括電子接口的互用性能。理解互操作性風險在于制造商。FDA建議，可互操作醫療設備的制造商應進行風險分析，并進行適當的測試，考慮互操作性，預期用戶合理可預見的濫用和合理預見導致危險情況等有關風險。

帕特里克·金揚朱(Patrick Kinyanjui)是Fischer Connectors的工程師。他表示，對于受FDA’s Premarket Notification 501K約束的設備，重要的是確定可靠的、適合的連接器。病人與照顧者或醫療專業人員的需求不同。確保連接器足夠小，雖然尺寸足夠大，通常更容易設計產品，但連接器尺寸在可穿戴設備方面的需求卻是越小越好。

RS組件公司的Ward表示，與一家已經審核合格制造商的分銷商合作是滿足這些準則的一大優勢，而且通過信譽良好的分銷商直接從制造商那里獲得的組件也意味著設計師不需要擔心灰色市場滲透到他們的供應鏈中，這在醫學設計界是一個特別嚴重的問題。可伸縮電子電路的開發是新技術應用的一部分，將創造出可伸縮、柔性和具有更多實用性的新產品。連接器也隨之發展，以使這些新產品的開發成為可能。
（責任編輯：fqj）