新型可植入医疗传感器可以生物降解进入人体

一组国际研究人员设计了一种高度灵敏,灵活的气体传感器,可以监测体内一氧化氮和二氧化氮气体的形式。该传感器由可植入,可弯曲和可拉伸的材料制成,这些材料会生物降解并被人体安全吸收。

  一组国际研究人员设计了一种高度灵敏,灵活的气体传感器,可以监测体内一氧化氮和二氧化氮气体的形式。该传感器由可植入,可弯曲和可拉伸的材料制成,这些材料会生物降解并被人体安全吸收。

  监测体内的这些气体至关重要,因为它们是健康的重要标志。例如,一氧化氮使血管松弛以增强血液流动,并且暴露于环境中的二氧化氮与诸如慢性阻塞性肺疾病的病情发展有关。

  研究结果发表在NPG亚洲材料公司。

  使用植入式传感器监控健康

  当前的设备用于体外监测气体水平。但是,它们很笨重,且可能不如可植入设备准确,但是需要移除可植入设备,这可能意味着另一种操作。因此,研究人员着手研究不需要进行设备移除的设计。

  宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系多萝西-奎格尔职业发展教授、计算与数据科学研究所附属机构Huanyu "Larry" Cheng表示,“比方说,你做了心脏手术,身体外面的监测仪可能不足以检测气体。”“监测心脏表面或那些内部器官的气体水平可能更有益。这种气体传感器具有植入性和生物降解性,这是我们一直在努力的另一个研究方向。如果患者从外科手术中完全康复,他们将不再需要该设备,这使可生物降解的设备变得有用。”

  可生物降解的材料

  传感器的材料都可以在水中或体液中进行生物降解,同时还能保持功能性——能够捕获有关气体水平的信息。该设备的导体由镁制成,对于功能性材料,它们使用对一氧化氮也高度敏感的硅,所有这些都可以被人体安全吸收。

  科学家们强调说,该设计的另一个好处是,材料以足够缓慢的速度溶解,以使传感器在患者恢复期间发挥作用。

  程说:“硅是独一无二的,它是现代电子产品的基础,人们认为它非常稳定。” 硅也被证明是可生物降解的。它可以以一种非常缓慢的方式溶解,每天大约溶解一到两纳米,具体取决于环境。”

  该传感器在潮湿环境和水溶液中进行了测试,表明它可以在人体的恶劣条件下稳定运行。该团队利用ICDS的Roar超级计算机的计算资源来创建计算机仿真,该仿真可以计算由于微小变化而引起的非常小的变化材料的形状或变形

  研究人员说,未来的工作可能会放在设计集成系统上,该系统可以监控其他身体功能,以健康地衰老和治疗各种疾病。

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