
傳感器可以幫助手術后病人的康復鍛煉,并確保他們的恢復正在按計劃進行,不會過度鍛煉。據麥姆斯咨詢報道,一款能夠跟蹤肌腱愈合時應變力和壓力的傳感器可以幫助醫生密切關注患者的康復情況。這兩種傳感器在試驗鼠體內工作了兩周之久,然后在不會引起炎癥的情況下逐漸分解。
在手術修復后能夠監測肌腱上的機械力將改善康復,并允許醫生針對每位患者量身定制后續的治療。由于傳感器在使用后會自行溶解,這也意味著不需要進行額外的手術來取出裝置。來自英國倫敦大學學院(University College London)的論文共同作者Bob Schroeder解釋道,“我們可以持續測量肌腱受到的應變力,允許患者進行更多的運動去擁有更高水平的生活,且不會承受過多的壓力。”他指出,最終的應用設想是監測心臟手術后心臟的應變力和壓力。

壓力和應變力傳感器呈現復雜的三明治結構,由可生物降解的聚合物和電子器件構成厚度為1.5mm的多層器件由3種可生物降解的聚合物和鎂電極構成。傳感器非常敏感,甚至可以檢測到一粒鹽所產生的壓力。可生物降解的彈性體被用作應變力傳感器,因為它可以結合金字塔納米結構以提高靈敏度。一旦施加應變力,兩個細梳齒形的電極互相滑過,導致測量應變力的電容發生變化。通過將鎂沉積在可生物降解的乳酸聚合物上來制造電極。一旦施加壓力,頂部和底部電極之間的距離變化作為電容和壓力的變化被讀取。
兩個傳感器都被封裝在500μm的可生物降解彈性體層內。Schroeder表示,“我們所面臨的挑戰在于為傳感器的關鍵部分找到合適的材料。值得注意的是它在試驗鼠體內持續運行超過一周仍證明合適。”即使經過20000個電容循環,信號的波形或強度也沒有變化。研究人員通過調整材料的交聯密度來實現裝置隨時間分解,他們在封裝彈性體中使用了可逆的酯交聯聚合物和不可逆的紫外線引發的乙烯基交聯聚合物。美國西北大學(Northwestern University)的John Rogers補充道,“這是一個新興且令人振奮的案例,可以通過提供全新的監測器件來改變醫療保健,在某些情況下還能為傷口愈合提供治療。
他們將材料放在一起的方式非常獨特,并生成了獨立的集成平臺,具備測量機械應變和壓力的雙重功能。‘某種無線數據功能’將對現實方式的部署至關重要。該功能可以會用到電源,或許能夠使用通過溫度變化來收集能量的熱電裝置提供。”這正是Schroeder目前在研究的工作。
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原文標題:“做好事不留名”的手術傳感器
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