可穿戴式生物传感器新材料制造研究成果

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虽然生物传感器在医疗应用和日常健康监测中的应用日益普遍,但寻找合适的材料来绑定传感器并将其粘在表面的工作仍在继续。为此,纽约州立大学宾汉姆顿大学最近进行的一项研究提供了一种可能的解决方案,特别是针对皮肤应用。

在这项研究中,研究人员使用了聚二甲基硅氧烷(PDMS)——一种由于其柔软的力学性能和生物相容性而广泛用于生物传感器的硅酮材料。这种材料通常作为一种非多孔的固体薄膜使用,这可能会导致汗水蒸发和传感器的透气性问题。

多孔PDMS比非多孔PDMS更具优势

同时,在运动监测方面,如果在皮肤上使用运动监测设备,设备下会产生汗液。如果用于连续监测,这可能会导致发红和不准确。

例如,使用PDMS进行心电图分析表明,材料的孔隙度允许在运动过程中汗水的蒸发,因此具有保持高分辨率信号的能力。另一方面,非多孔PDMS没有提供汗液容易蒸发的能力,导致运动后信号分辨率较低。

在这项研究中,研究小组使用静电纺丝(一种利用电场制造纳米纤维的方法)制造出多孔PDMS。

同时,在对这种材料进行力学测试时,研究人员发现,这种新材料的工作原理类似于人类表皮的胶原蛋白和弹性纤维。此外,该材料还具有作为皮肤电子产品的干胶粘剂,强烈粘附在皮肤上的功能。在使用7天后,该材料的生物相容性和活力测试结果优于无孔PDMS薄膜。

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