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进一步接近组织的柔性电子 - China Medical Device Manufacturer
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Fri, January 19th, 2018

2010年7月CMDM电子快讯 » 技术新知
进一步接近组织的柔性电子

By: Heather Thompson

采用柔性硅技术的新型植入式器械。
一个由心脏病学家、材料学家和生物工程师组成的小组开发出了一种新型植入式器械并对其进行了测试,它可以测量心脏的输出电信号,较现有器械有了一定的提升。这种新型器械采用了柔性硅技术,将电子电路直接应用于组织。

“我们相信该技术可能推动新一代有源、柔性植入式器械应用于人体的多个区域,”宾夕法尼亚大学医学院神经学副教授兼生物工程和应用科学院副教授资深作者Brian Litt博士说。“最初,我们计划将我们的成果用于异常心律定位和治疗器械的设计。”Litt相信这些器械可以使医生能迅速、安全且准确定位和消除心脏的异常区域。

“新器械直接将电子电路应用于组织中,而不是将它们放在密封罐内置于体内远端的其它部位,例如锁骨下方或腹部内,”Litt解释说。“这使得器械能直接处理组织部位的信号,因此它们的传感或刺激电极的数量远多于目前市售医疗器械。”

目前用来标测和消除危及生命的心律的技术可在导管内置放至多10条金属线,导管可以在心脏内部和周围移动,并与远离目标组织的硬质硅电路相连接。由于电子设备不能弄湿或接触目标组织,因此这些设计限制了器械的复杂性和分辨率。

相反,该电子器械是由纳米级的柔性硅带组成的,其中嵌有288个电极,数百个连接设备和2000个晶体管形成了格状排列。其形状使之紧靠组织,能在时间和空间上更精确的测量出电活动。即便该器械暴露在体液中亦可正常工作。它可以高速采集大量数据。

研究人员在猪心脏中测试了该器械。原理验证结果发表于最新一期的Science Translational Medicine杂志上。“我们希望将该技术应用于诸多其它医学领域中,例如治疗癫痫症和运动失调等脑部疾病,”Litt说。

该小组计划设计出先进的起搏器,用于改善因心脏病和其它疾病而受到削弱的心脏泵功能。在上述各种应用领域中,研究人员在开始人体试验前都会先进行动物实验,对柔性器械进行测试。

该工作的另一个重点是开发出不仅像塑料片一样柔软而且可完全拉伸的类似器械。开发出完全符合并包裹大面积的弧形组织的器械是下一个重大进步。新一代器械将需要附带电源。

本研究是Rogers实验室和Litt在宾夕法尼亚大学的生物工程实验室的合作成果,Rogers实验室开发和制造出了采用柔性电子技术的器械。本研究由美国国家神经疾病和中风研究所、Klingenstein基金、癫痫症治疗项目和宾夕法尼亚大学工程和医学院共同资助。

本文英文版最初发表于《MD&DI》,2010年5月号,第32卷,第5期

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