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北京化工大学张立群教授团队《AFM》:柔性、透气电子皮肤设备用于按需治疗
2019/5/31 10:59:09 易丝帮 0 条评论 邀请点评

  柔性电子器件在储能、可穿戴电子传感器、健康监测、人机交互、电子皮肤、智能机器人等领域的应用引起了人们极大的兴趣。在不同类型的柔性电子设备中,用于疾病诊断的具有柔性和生物相容性的电子皮肤设备得到广泛的研究。柔性电子技术的实现极大地推动了可穿戴智能生物医学设备在疾病诊断和治疗方面的发展。但是,可控按需给药的柔性电子皮肤设备尚未用于伤口状态的实时监测。伤口部位温度升高是一种已建立的指标和感染指标,可用于慢性伤口的早期预测。因此,利用柔性电子传感器对组织温度进行实时监测,对于排除主观因素造成潜在炎症或感染的信息具有重要意义。

  近日,北京化工大学张立群教授和万鹏博教授(共同通讯作者)介绍了一种具有实时温度传感能力和伤口部位按需及时抗感染治疗功能的柔性、透气的电子皮肤设备(图1),这些器件是由交联电纺盐酸莫西沙星(MOX)负载热响应聚合物(n -异丙基丙烯酰胺-康-甲基丙烯酰胺)(C-PNHM)纳米网薄膜组装而成,其中,纳米网薄膜上具有丝网印刷的导电图案(SC-PNHM)。该设备在30-70℃范围内,具有优异的机械柔韧性、良好的透气性、环境稳定性好等优点。由SC-PNHM薄膜组装的智能人工电子皮肤,可用于同时进行温度变化的空间触摸传感映射。此外,该柔性温度传感器与无线发射机连接,用于实时温度监测和与外部智能手机的无线通信。当感染发生在伤口部位并伴有温度升高的指示物时,由导电图案SC-PNHM纳米膜组装柔性加热器,按需触发热响应纤维释放MOX,以消除细菌感染(图 1e)。因此,这种透气、柔性的电子设备结合了良好的温度敏感性和加热效率,具有广泛的应用前景,包括医疗诊断、智能伤口敷料、电子皮肤和人机交互。相关研究成果以“Flexible Breathable Nanomesh Electronic Devices for On-Demand Therapy”为题目发表于国际著名期刊Advanced Functional Materials上。

图1 构建具有温度传感和对温度敏感的按需释放药物的柔性透气皮肤电子器件示意图。

图2 柔性透气纳米膜的微观结构、形貌和物理性能的表征。

图3 导电型SC-PNHM纳米膜组装的柔性温度传感器

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.201902127

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文章关键词: 生物医用 , 静电纺丝
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