斯坦福大学研发血流传感器:植入之后无需手术摘除

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2019-01-22 10:02:34 来源:与非网  浏览量:

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在NatureBiomedicalEngineering上一篇题为“用于血流无线监测的可生物降解和柔性动脉脉冲传感器”的论文中描述了一种薄柔性装置设计,该装置用于在涉及血管缝合的复杂重建手术后监测局部血流,例如心血管,血管和移植手术。

到目前为止,市场上存在的传感器需要仔细固定并且在使用后需要摘除,这将带来额外的手术风险。该论文描述了一种薄而灵活的压力传感器,完全由可生物降解的材料制成,可以缠绕直径小至1mm的动脉。

斯坦福大学研发血流传感器:植入之后无需手术摘除

动脉搏动影响血管直径,其可通过缠绕在动脉的可生物降解的电容脉冲传感器测量。电容的变化导致LCR电路的基频的偏移,这可以被换算为血流量。

整个装置由一个分别在接触和非接触模式下敏感的分层边缘场电容传感器组成,该电容器连接到双层线圈结构,用于与外部读取器线圈的射频耦合进行数据传输。

斯坦福大学研发血流传感器:植入之后无需手术摘除

传感器的特写图,用于无线数据传输的双层线圈结构的原理图和缠绕在动脉周围的袖带型脉冲传感器。

这里通过脉冲检测间接测量血流,因为动脉血管直径脉动的变化,可以通过电容传感器测量。电容的变化导致LCR电路中的谐振频率的偏移,通过电感耦合穿过皮肤进行无线监控,从而实现无电池操作。

为了确保低成本和所有器件的再吸收,薄传感器通过简单的层压和封装工艺制造,使用生物兼容和生物降解材料的微米层,如镁(Mg)用于电气互连,聚(甘油)癸二酸酯用于介电层,聚(八亚甲基马来酸酯(酸酐)柠檬酸酯)和聚羟基丁酸酯/多羟基戊酸酯用于包装层,和用于双层线圈的聚(乳酸)间隔物。

根据论文描述,该传感器的响应时间在毫秒范围内,且具有较高的循环耐久性,该装置适用于手术完成后几个月内的实时血流量监控。该传感器的功效在体外用定制的人造动脉模型首次得到验证,然后在大鼠体内得到验证。


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