韩国研究人员3D打印出高灵敏度、可穿戴的生物传感器

3D打印快讯
2020
05/29
17:36
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来源:未知大陆

韩国成均馆大学的一组研究人员利用商用喷墨打印头制造出可穿戴式医疗生物传感器,用于个性化健康监测。利用一种带有糖支架的柔软、柔韧的硅弹性体,该团队能够将高分辨率的特征打印在一个轻质、导电的包装上。可塑生物传感器被用于检测主动变化的身体应变信号,以及被动变化的肌电图(EMG)、皮肤电活动(EDA)和脑电图(EEG)信号。

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3D打印可穿戴传感器

个性化医疗
个性化医疗的3D打印总是需要高水平的可定制性。对于像药片这样的药物输送设备,剂量将是定制的,而对于术前的解剖模型,病人的轮廓将是独一无二的。同样,3D打印的可穿戴生物传感器必须符合病人的身体形状,并保持在那里。为此,它们必须是灵活的、轻量级的和无毒的。为了检测皮肤下电信号的变化,它们还必须高度敏感,当然,还要导电。

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考虑到这一系列广泛的要求,韩国研究人员首先从志愿者病人那里获得了一些3D人体解剖扫描。这些扫描结果被用来作为个性化可穿戴生物传感器模型的参考点。该团队3D打印了每个可穿戴设备的多孔糖支架,并在孔隙中注入硅弹性体填充剂(以及其他添加剂),使传感器具有弹性。一旦糖支架溶解,剩下的就只有低密度、高度灵活的微蜂窝网络——这是一种相互连接的导电材料。

进行睡眠研究
为了测试新打印的生物传感器的功能,进行了一系列的实验,包括测量脑电波的全面睡眠研究和测量肌肉组织神经元活动的跑步机研究。研究人员得出结论,病人专用的3D打印传感器对皮肤下、肌肉和志愿者大脑中的微小电信号变化高度敏感。他们能够实时、高精度地监测快速变化的人体信号,为3D打印越来越多的用途增添了另一项应用。研究人员打算进一步开发这项技术,以包含其他一些个性化的现场诊断。
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在志愿者的肌肉上做了一些实验
该研究的进一步细节可以在题为“高精度、高灵敏度的主动式和被动式可穿戴传感器的3D打印糖支架”的论文中找到。作者:董海浩,潘家康,韩仲德,金圣佑,权善,赵正镐。

传感器的3D打印是一种新颖的应用,它正迅速得到研究人员和公司的青睐。本月早些时候,著名的聚合物制造商瑞好(REHAU)利用Nano Dimension公司的AM电子技术成功打印出了一款触控传感器。通过集成电子电路,瑞好能够使其优质聚合物材料之一的功能,作为其“电子到聚合物”计划的一部分。在林肯大学,研究人员已经制作了一个3D打印的、由传感器操作的假肢的原型,它是为幼儿设计的。


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