在外骨架辅助下肢康复中用于实时运动传感的生物综合导电凝
Ming Li1,2,3, Hui Li1,2,3, Yujie Su4
1Institute of Intelligent Rehabilitation Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|November 13, 2025
概括
一种新的生物综合水凝 (CPSD) 能够在外骨康复过程中实现伤口愈合和实时生理监测. 这种先进的材料为闭环系统提供了卓越的粘附性和传感性.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 再生医学是一种再生医学.
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 慢性下肢伤口需要先进的带来愈合,并在康复期间进行监测.
- 现有的伤口敷料和导电水凝在动态传感,粘附和电子性能方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种生物综合水凝 (CPSD),用于外骨架辅助康复中同时进行伤口保护和生理监测.
- 评估新型水凝的材料特性,生物相容性和传感能力.
主要方法:
- 使用碳氧甲基基托 (CMCS),PEDOT:PSS和多巴胺功能化藻酸盐 (SD) 制造CPSD水凝.
- 描述水凝特性,包括膨胀,机械完整性,导电性,粘附性和水蒸气传递率 (WVTR).
- 在体外测试抗氧化剂,抗菌,细胞相容性和血液相容性.
- 在下肢外骨中集成和测试CPSD水凝,用于运动和电肌图 (sEMG) 传感.
主要成果:
- 该CPSD水凝显示了可调节的胀,稳定的机械性能,高光热转换,强大的抗氧化和抗菌活性 (>90%在NIR下).
- 在猪皮上达到~1.6 S·m−1,压缩模量~15 kPa,膝盖剪切粘附力~9.5 kPa,WVTR为~75 g·m−2.h−1.
- 在外骨架辅助运动期间成功捕获了电肌图和应变信号,使运动意图检测成为可能.
结论:
- CPSD水凝是一种多功能材料,适用于先进的伤口护理和实时生理监测.
- 这种材料支持稳定的生物接口,用于闭环康复和移动健康中的传感应用.
- 对于下一代康复系统来说,CPSD水凝是一个有前途的进步.
