復(fù)旦大學(xué)科學(xué)家發(fā)明仿生纖維傳感器 可準(zhǔn)確監(jiān)測人體健康
復(fù)旦大學(xué)科學(xué)家研發(fā)一種可注射的纖維狀生物傳感器,植入后該傳感器就像毛發(fā)一般附在皮膚表面,纖細(xì)柔軟并可以實現(xiàn)對體內(nèi)多種化學(xué)物質(zhì)的長期、實時監(jiān)測。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,個人生理信息的實時監(jiān)測及其帶來的個體化醫(yī)療受到關(guān)注。電化學(xué)生物傳感器是一類可以將化學(xué)信號轉(zhuǎn)化成電信號的裝置,可用于監(jiān)測特定化學(xué)物質(zhì),在可穿戴醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。 據(jù)介紹,現(xiàn)有的可植入式傳感器因其材料本身模量大,存在剛性器件和柔軟組織間的重復(fù)機械損傷問題。此外,基于二維平面結(jié)構(gòu)設(shè)計的植入式器件很難實現(xiàn)微創(chuàng)植入,導(dǎo)致難以和組織形成穩(wěn)定界面,無法實現(xiàn)長期準(zhǔn)確監(jiān)測,從而影響到信號采集和生物安全。 復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授彭慧勝、副教授孫雪梅,生命科學(xué)學(xué)院教授俞洪波,航空航天系教授徐凡等多學(xué)科團(tuán)隊另辟蹊徑,通過仿生肌肉結(jié)構(gòu)的方法,設(shè)計了具有多級螺旋結(jié)構(gòu)的纖維狀電化學(xué)傳感器。力學(xué)模擬和納米壓痕實驗證明,碳納米管纖維相對傳統(tǒng)的植入材料(金絲、聚二甲基硅氧烷等)具有更低的彎曲內(nèi)應(yīng)力,且其抗彎剛度相對于其他傳統(tǒng)植入材料更接近柔軟的組織。同時,團(tuán)隊利用與纖維一維結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的注射方法,將纖維狀傳感器準(zhǔn)確植入至目標(biāo)區(qū)域,纖維在體外的形態(tài)類似于動物毛發(fā)貼附在皮膚表面。 |