压力、应变等机械信号反映了人体重要的心理和生理状态。人体集成传感器(包括皮肤安装式和外科植入式传感器)允许对普通人群和患者进行个性化的健康监测。然而,由于对人体生物相容性材料的严格要求和对高性能传感器的需求,此类测量装置的发展受到阻碍;大多数现有装置或传感器不能满足所有要求的规格。于此,中科院上海微系统与信息技术研究所陶虎研究员等人报告了一套柔性的、可拉伸的、可穿戴的、可植入的和可降解的机械传感器。
本文要点:
1)该传感器使用导电丝素水凝胶(CSFH)具有优良的机械稳定性和顺应性、卓越的生物相容性、远程触发降解和优良的传感性能。它们可以检测多种机械信号,如压力、应变和弯曲角度。
图|CSFH的降解/分解特性
2)为了进行概念验证,已证明该设备可以应用于身体的许多位置,以成功进行运动识别(例如,步行,慢跑,蹲下,精细的手指手势和语音过程中的肌肉运动)和生理信号监控(例如ICP和声带肌肉的振动)
图|使用基于CSFH的机械传感器进行电子健康监控
3)此外,结合载有药物的基于丝的微针阵列,装备有传感器的设备在啮齿动物模型中对癫痫的实时监测和原位治疗被证明是有效的。
图|CSFH与载药的丝微针结合在一起,充当可见光触发的药物释放贴剂
综上所述,这些柔性机械传感器基于独特的导电丝素水凝胶设计,提供了一个闭环(即“感知和响应”)多功能柔性电子平台,在软机器人、临床治疗和患者康复方面提供了大量潜在应用。
Zhang, S., et al., Body‐Integrated, Enzyme‐Triggered Degradable, Silk‐Based Mechanical Sensors for Customized Health/Fitness Monitoring and In Situ Treatment. Adv. Sci. 2020, 7, 1903802.
https://doi.org/10.1002/advs.201903802