可植入和可生物降解的智能织品用于连续监测四肢和胃肠运动
Jing Dai1, Guangzhong Xie1, Xianghu Huo1
1State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, School of Optoelectronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, 611731, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|March 17, 2025
概括
研究人员开发了一种可生物降解的智能织品,用于持续健康监测. 这种植入式设备提供了高灵敏度的压力检测,并为先进的医疗应用验证了生物相容性.
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
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 物联网 (IoT) 和移动医疗保健的增长需要先进的传感器件来进行长期的体内监测.
- 目前生物相容性和生物降解性的局限性阻碍了用于康复和诊断的有效植入式和可穿戴医疗器械的开发.
研究的目的:
- 开发一种可植入和可生物降解的智能织品 (IBST),使用自然材料进行持续的生理监测.
- 优化传感性能,评估新型IBST的生物相容性和生物降解性.
主要方法:
- 使用天然的卢法海绵,碳墨水和银纳米粒子制造IBST.
- 利用有限元分析和实验性表征来确定最佳传感参数.
- 开发和训练了一个神经网络模型,用于分析传感器数据和评估生理状态.
主要成果:
- 实现了高灵敏度 (4.023 [kPa]^-1) 和线性 (R^2 = 0.995) 在0-50 kPa范围内的压力检测,88 ms的响应时间.
- 通过使用IBST和神经网络,成功识别和评估模拟帕金森病患者的力量炼模式和佩戴者的运动状态.
- 在老鼠中证明了连续和准确的胃机动性监测,证实了卓越的生物相容性和生物降解性.
结论:
- 开发的IBST为下一代植入式医疗设备和先进的可穿戴电子产品提供了有前途的解决方案.
- 这种天然的可生物降解材料为长期体内监测提供了一个生物相容的平台,克服了以前的局限性.
- 这项工作为创新的闭环诊断和治疗系统铺平了道路.
