一个用于植入应用的抗凝剂超级电容器
Xiangya Wang1, Meimei Yu1, Mohammed Kamal Hadi1
1State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Non-ferrous Metals, School of Materials Science and Engineering, Department of Polymeric Materials Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, 730050, Gansu, China.
这项研究开发了一种使用氨酸合聚-3,4-乙烯二氧化硫 (PEDOT) 的抗凝固剂超级电容器,用于植入式生物电子. 该设备显示出出色的血液兼容性,并为植入的传感器提供动力,提高医疗器械的安全性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 植入式电子医疗设备需要可靠的能量存储.
- 与血液接触的超级电容器可能会导致凝血和血栓形成,造成健康风险.
- 现有的超级电容器缺乏对于体内应用至关重要的抗凝性质.
研究的目的:
- 设计和合成一种用于植入生物电子的抗凝固超级电容器.
- 通过结合肝素来增强超级电容器的血液相容性.
- 评估开发的抗凝固剂超级电容器的性能和体内功能.
主要方法:
- 通过化学氧化聚合合成的氨酸 (Hep) 合聚-3,4-乙烯二氧化硫烯 (PEDOT).
- 使用PEDOT制造了一种抗凝剂超级电容器:Hep作为电极材料和细菌纤维素作为电解质层通过in-situ聚合.
- 评估了植入心率传感器的血液相容性 (血液溶解率),抗凝剂性能 (凝血时间),电化学稳定性 (循环稳定性) 和体内功率传递.
主要成果:
- 肝炎物质表现出抗凝固活性.
- 超级电容器表现出高血红相容性,血液溶解率低于5%.
- 该设备显示出良好的抗凝剂性能 (凝血时间为63.4秒),合理的周期稳定性 (在20,000个周期后保持76.24%的电容),并成功为小鼠植入心率传感器提供动力.
结论:
- 对PEDOT的氨酸兴奋剂产生了血液相容和抗凝固生物电极材料.
- 开发的抗凝剂超级电容器适用于可植入的生物电子应用.
- 这项工作为增强可植入能储器安全性和性能提供了一个可行的平台.
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