智能医疗新趋势:可溶性电子设备大显身手

2013-02-21 20:05:39来源: 互联网

    可溶性生物降解材料如手术缝合线已经被广泛应用在医学领域,在此之前雷锋网更是报道了一种可以吃的传感器,但科学家们不会满足于此,他们又推出了可溶性的电子设备,该设备将作为智能医疗植入物或传感器监控用户的身体状况,在未来的智能医疗领域大显身手。

    总所周知,在电子电路、计算机芯片以及太阳能电池中被广泛运用的硅是一种化学特性相对稳定的“惰性材料”,如果你想用传统技术弄一个植入传感器,那么这个以硅为基础的电路装置会留在你身体里一辈子。尽管随着科技的进步,科学家们已经研发出了可部分生物降解的有机半导体聚合物和分子晶体管,但据斯坦福大学的Zhenan Bao称,将这些“生物电子器件”与微处理器结合仍然是一个困难的过程,毕竟传统硅电路的研究已经有了几十年,而生物硅电路的研究刚刚开始。

    来自伊利诺伊大学香槟分校的 John Rogers、塔夫斯大学的Fiorenzo Omenett以及他们的同事最终在二者之间找到了平衡——在传统的硅电路中,电子是沿着顶部层流动的,他们在电路的基础上加上了一个薄薄的有机半导体层,在保证元器件性能的同时提高在弱碱性环境(例如我们的血液中)的溶解度。为此,研究人员先将片硅切成300纳米薄的晶片并对其进行处理,在晶片和丝绸上做出以氧化镁或者二氧化硅为介质的半导体电路,最后,科学家将这一电路用合成丝绸蛋白包裹起来,一个可溶性植入电子设备就这么大功告成了。这一技术可用于制作二极管、晶体管、电容器、逻辑门、太阳能电池、传感器、温度传感器和振荡器等。

    作为示范,他们设计了一个包含镁感应线圈和含硅的微型自动加热器,并将其植入小白鼠体内。该款设备通过无线信号驱动,使得植入部位比其他地方温度大约高5摄氏度,从而杀死伤口中的细菌。这一装置在15天后溶解,仅留下一些丝绸蛋白纤维。该试验有望在未来取代手术后使用抗生素防止伤口感染。

    尽管可溶性电子电路这一技术还存在很多问题,但其使用会变得越来越广泛,工程师们也会借鉴现有的半导体技术来积累自己的经验。Rogers很乐观地认为,这一问题完全可以解决。

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编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2013/0221/article_3508.html
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