可3D打印的高性能导电聚合物凝,用于全凝生物电子接口

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 导电聚合物水凝为生物电子应用提供电导性和生物相容性的独特组合.
• 在生理条件下开发具有强大的电力和机械性能的水凝仍然是一个重大挑战.
• 现有的材料往往难以平衡导电性,伸展性和性,以适用于体内应用.

研究的目的:

• 为生物电子接口设计具有增强电气和机械性能的双连续导电聚合物水凝.
• 证明材料适用于先进的制造技术,如3D打印.
• 为了验证其在长期电生理记录和刺激应用中的性能.

主要方法:

• 合成了一种新的双连续导电聚合物水凝.
• 在生理环境中对电导率,伸展性和断裂性进行表征.
• 多种材料的3D打印单体全水凝生物电子接口.
• 在老鼠模型中进行电生理学记录和刺激的体外试验.

主要成果:

• 开发的水凝具有高电导率 (>11 S/cm),特殊的伸展性 (>400%) 和显著的断裂性 (>3300 J/m2).
• 该材料在生理环境中保持这些特性.
• 成功的多材料3D打印使得整合生物电子接口的制造成为可能.
• 在记录和刺激各种器官的长期有效性在老鼠模型中被证明.

结论:

• 这种新的导电聚合物凝克服了以前的局限性,为先进的生物电子接口提供了有前途的材料.
• 它的独特特性和3D打印能力使其更容易创建复杂的单体设备,用于in-vivo应用.
• 这项工作为改善用于诊断和治疗的生物电子设备铺平了道路.