science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Implanteerbare sensor ontleedt wanneer zijn bruikbaarheid eindigt

Een volledig biologisch afbreekbare en rekbare spannings- en druksensor. een, De sensor kan aan een pees worden bevestigd voor realtime beoordeling van de genezing, waardoor het revalidatieprotocol na een peesreparatie voor elke patiënt kan worden gepersonaliseerd. B, Concepten die worden gebruikt voor spannings- en drukdetectie. Strain sensing:Bij toepassing van spanning, de twee dunne-film kamelektroden schuiven ten opzichte van elkaar, wat resulteert in variatie van de capaciteit. Het bereik van 0-15% voor spanningsdetectie is gekozen op basis van het feit dat in vivo de spanning op pezen lager is dan 10%. Drukwaarneming:Bij het uitoefenen van druk, variatie van de afstand tussen de bovenste en onderste elektroden resulteert in variatie van de capaciteit. De diëlektrische laag, gemaakt van een dunne, zeer samendrukbaar, regelmatig microgestructureerd rubber, zorgt ervoor dat de sensor een hoge drukgevoeligheid en een snelle responstijd heeft, verbetering van de gevoeligheid met verschillende ordes van grootte in vergelijking met eerder gepubliceerd werk op basis van een luchtspleetbenadering. C, Materialen en algehele montage van de volledig biologisch afbreekbare rek- en druksensor. Het biologisch afbreekbare elastomeer PGS (poly(glycerolsebacaat)) wordt gebruikt als een diëlektrische laag voor de condensator die de druksensor vormt. Het wordt ook gebruikt in de architectuur van de spanningssensor als een rekbare niet-klevende laag, waardoor de elektroden ten opzichte van elkaar kunnen schuiven. Het biologisch afbreekbare elastomeer POMaC (poly(octamethyleenmaleaat (anhydride) citraat)) wordt gebruikt voor de reksensor en verpakking18. POMaC is een zacht rekbaar biologisch afbreekbaar elastomeer biomateriaal gesynthetiseerd uit citroenzuur, maleïnezuuranhydride en 1, 8-octaandiol, die in staat is om de mechanische eigenschappen van een breed scala aan zachte biologische weefsels na te bootsen. PLLA is de substraatlaag voor de magnesiumelektroden. NS, Foto van de gemonteerde sensor. Credit: Natuur Elektronica (2018). DOI:10.1038/s41928-018-0071-7

Een team van onderzoekers aan de Stanford University heeft een nieuw soort implanteerbare spannings- en druksensor ontwikkeld die onschadelijk ontleedt wanneer het nut ervan ophoudt. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , de groep beschrijft het ontwikkelen en testen van hun sensor. Sung-Geun Choi en Seung-Kyun Kang van het Korea Advanced Institute of Science and Technology bieden een News &Views-artikel over het werk van het team van Stanford in hetzelfde tijdschriftnummer.

Zoals de meeste mensen weten, de standaardprocedure voor herstel van orthopedische chirurgie is fysieke revalidatie. Maar weten hoeveel stress of druk gerepareerde onderdelen kunnen weerstaan, is nog steeds meer kunst dan wetenschap. Om die reden, wetenschappers hebben gezocht naar manieren om sensoren te implanteren die een nauwkeurigere meting geven van wat er in het lichaam gebeurt tijdens de revalidatie. Ideaal, dergelijke sensoren zouden eenvoudigweg verdwijnen zodra ze niet langer nodig zijn - anders zouden een tweede operatie zou nodig zijn om ze te verwijderen. Maar tot nu toe, dergelijke sensoren hebben te lijden gehad van prestatieproblemen of waren niet volledig biocompatibel. In deze nieuwe poging het team van Stanford meldt dat hun nieuwe sensor beide problemen oplost.

De sensorstructuur is gemaakt door twee sensoren op elkaar te stapelen, een voor het meten van spanning, de andere voor druk - het is gemaakt van twee soorten biocompatibele en biologisch afbreekbare polymeren en heeft ook magnesiumelektroden. Het eindproduct bestond uit vijf lagen materiaal, inclusief boven- en onderverpakking, die de sensoren afdekken. Het team testte de sensor door hem in de rug van een rat te implanteren.

Het team meldt dat de sensor in staat was om spanningen van slechts 0,4 procent en drukken zo klein als 12 Pa te meten. anders dan een kleine hoeveelheid initiële ontsteking, ze observeerden geen nadelige effecten bij de rat. Ze melden ook dat ze bij het maken van de sensorstructuur in staat waren om de hoeveelheid tijd vóór ontbinding in te stellen door de ingrediënten te mengen. Als bonus, ze merkten op dat de sensor normaal werkte tijdens de ontbindingsperiode, en stopte pas toen het niet langer bruikbaar was. Verder, ze melden dat de ontbinding van de sensor geen problemen opleverde voor de rat.

© 2018 Tech Xplore




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoeveel tijd kost het om een ​​DNA-molecuul te repliceren?
  2. Frankrijk verzet zich tegen EU-verlenging van 5 jaar voor onkruidverdelger glyfosaat
  3. Hoe wordt een bij een bijenkoningin?
  4. Wat zijn schadelijke genen?
  5. Spanje meldt geval van gekkekoeienziekte
  6. Verschil tussen Homozygoot en Heterozygoot
  7. Onderzoekers ontdekten dat overmatige sociale interactie de collectieve respons verminderde
  8. Hoe biologische antropologie werkt
  9. 'S Werelds oudste bevroren sperma werkt prima

Wetenschap