科学家开发可以监测健康的“电子纹身”,未来的可穿戴设备可能就是它

3D打印生物医疗
2022
08/10
15:23
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南极熊导读:目前,科学家们正在进行研究,以帮助我们在疾病发生之前了解它。比较特别的是,一种不需要携带任何医疗器械,只需要在使用者身上纹身,就能实时监测身体的健康状况,这可能实现么?

2022年8月9日,南极熊获悉,位于首尔西南部大田的,韩国高等科学技术研究院 (KAIST) 科学家们,开发了一种由液态金属和碳纳米管组成的,类似生物电极的电子纹身墨水,并且通过3D打印技术,未来很有可能成为健康监测的最新工具。

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△该学院 (KAIST) 项目负责人、材料科学与工程教授Steve Park,展示了与心电图监测系统连接的手臂上的电子纹身

什么是电子纹身?
电子纹身,也被称为电子纹身或数字纹身,被应用于皮肤潮湿处,在那里停留几天或直到一个人把它们擦掉,很像儿童的临时纹身。儿童的纹身仅是为了新奇和美观,但医疗纹身可以跟踪重要的生物标志物,如血压、心率、水化和血糖水平。

据了解,灵活的电气元件,如导电墨水,可以用来创建一个电子纹身,可以跟踪有关运动者的重要数据。据美国卡内基梅隆大学称,这些电子纹身,是用一种液态金属合金打印超薄电路而制成的。

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△进行的润湿性测试中,可以看到手臂上有电子纹身 (e-tattoo) 的喷水

施工方式
类似于儿童的美容纹身,在涂抹于皮肤之前必须先润湿。这些纹身与传统的医疗器械相比,具有更类似于轻质材料的特性;它们可以弯曲、折叠、扭曲或以其他方式拉伸而不会失去其功能。这就像拥有一个智能创可贴,或者人体的物联网。

该团队表示,随3D打印和电路打印技术的最新进展,目前是实现数字纹身的唯一因素。这位未来医学专家还表示,数字纹身可以使用金纳米棒、石墨烯或其它带有橡胶背衬的聚合物等材料制作。

南极熊了解到,虽然该团队还没有透露更多的技术信息,但通常会采用反离子电渗技术,在皮肤表面施加一个小电场,利用产生的离子电流,让皮下组织液中的血糖渗透到皮肤表面。最后,最后,需要通过一个微米厚的超薄柔性生物传感器设备,来实现了高精度。测量。

该团队还表示,嵌入纹身中的微小电极,可以收集有关佩戴者的数据并将其发送到手机或其他连接设备。因为它们将与皮肤持续直接接触,它们将比现有的可穿戴技术更准确,并可能最终取代它。

最后,由于它们可以通过电生理过程获得能量,因此它们可以在没有电池的情况下运行。

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△3D打印和电路打印技术,目前是实现数字纹身快速发展的途径

电子纹身作为韩国健康监测的一个工具
在韩国,在过去的十年中纹身相对得到了普及。所以,未来,它们可能很快就会成为健康监测的最新工具。新的医疗技术将利用纹身植入设备,可以跟踪人们的生命体征,甚至在出现潜在健康问题时发出警报。

纹身由基于镓的非侵入性颗粒制成,镓是一种柔软的银色金属,通常存在于半导体和温度计中。纹身中耐用的镀铂碳纳米管将有助于导电。

使用可以放置在任何地方的便携式显示器(如手机等),也可以使用这种技术检查读数,在发生医疗紧急情况时,系统将立即传送通知。

Park解释到:"当它被涂在皮肤上时,即使有摩擦,纹身也不会脱落,而仅使用液态金属时,这是不可能实现的。他还强调:“纹身具有生物相容性,这意味着它不会伤害活组织。”

然而,目前的技术受限于它仍然需要布线来获取数据这一事实,Park说:“未来,我们希望做的是连接一个集成了这种墨水的无线芯片,这样我们就可以进行无线通信,或者我们可以在我们的身体之间来回发送信号到外部设备。”



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