大规模超快速制造无线软生物电子产品 通过自主机器人臂打印,辅助计算机视觉启用指导系统进行个性化伤口愈合
Jihyun Kim1,2, Seol-Ha Jeong1, Brendan Craig Thibault1,3
1Division of Engineering in Medicine, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, 02139, USA.
Advanced healthcare materials
|November 15, 2024
概括
一个新的伤口愈合补丁,CARE,使用机器人手臂和AI来创建定制电疗补丁. 这项技术加速了细胞迁移,为先进的伤口再生疗法显示了前途.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 再生医学是一种再生医学.
- 生物电子学 生物电子学
背景情况:
- 对于用于电疗的柔性,可拉伸和无线生物电子产品的需求日益增长.
- 需要为个别患者提供适应性伤口护理解决方案.
- 在复杂或曲的伤口环境中,当前伤口愈合方法的局限性.
研究的目的:
- 介绍针对高级组织再生用电场 (CARE) 系统的定制伤口贴片.
- 展示CARE在快速定制生物电子贴片制造方面的能力.
- 评估CARE在加速体外伤口愈合过程中的有效性.
主要方法:
- 开发一个自主机器人手臂打印系统与计算机视觉指导.
- 使用6轴机器人臂进行3D伤口映射,用于多角度扫描.
- MATLAB模拟用于优化电极尺寸和接收电力的线圈几何形状,用于无线电力传输.
- 在柔性基板上连续挤出和打印三种异质油墨.
主要成果:
- 凯尔系统能够快速制造大型,定制的生物电子贴片.
- 伤口的有效电刺激深度高达10毫米,电场强度为88.8 mV mm-1.
- 在人体皮肤纤维细胞中加速细胞迁移1.6倍,在人体静脉内皮细胞中加速细胞迁移1.9倍.
结论:
- CARE系统为个性化伤口电疗提供了一个有前途的方法.
- 该技术促进了高效的无线电力传输和快速制造先进的伤口补丁.
- 作为一种加速伤口愈合和再生的临床方法,CARE显示出了显著的潜力.
