監(jiān)測軟組織生物力學(xué)在生物醫(yī)學(xué)研究和疾病的臨床治療中具有重要意義。一個(gè)重要的焦點(diǎn)是生物集成應(yīng)變計(jì)，它可以在多個(gè)方向上跟蹤具有變形表面的目標(biāo)組織的時(shí)間依賴性力學(xué)。現(xiàn)有的方法提供了有限的靈敏度系數(shù)，適合在準(zhǔn)靜態(tài)條件下在特定方向上進(jìn)行傳感。

近日，復(fù)旦大學(xué)宋恩名/梅永豐&大連理工大學(xué)李銳&北京大學(xué)韓夢(mèng)迪團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種可植入/可穿戴應(yīng)變計(jì)，該應(yīng)變計(jì)集成了多個(gè)超薄單晶硅基傳感器，排列在不同的方向上，以可拉伸的形式動(dòng)態(tài)監(jiān)測方向角度敏感的應(yīng)變。作者通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算建立了工作原理，并建立了能夠在全向尺度上確定應(yīng)變強(qiáng)度和方向的理論系統(tǒng)。

可穿戴評(píng)估范圍從心臟脈搏到眼球內(nèi)眼壓監(jiān)測。該裝置可評(píng)估活體大鼠心肌梗死及缺氧時(shí)的心臟疾患，定位與梗死相關(guān)的病理方向，其設(shè)計(jì)有可能成為運(yùn)行穩(wěn)定的生物可降解植入物。這些發(fā)現(xiàn)為監(jiān)測復(fù)雜動(dòng)態(tài)生物力學(xué)的裝置提供了臨床意義。

圖1 用于軟組織生物力學(xué)監(jiān)測的超薄單晶硅納米帶（Si-NR）全向應(yīng)變計(jì)（OSG）裝置

圖2 基于Si – NR的OSG器件的傳感特性

圖3 基于Si – NR的OSG器件的可生物降解、可拉伸和生物相容性

圖4 可穿戴設(shè)備在人體和動(dòng)物模型機(jī)械生理監(jiān)測中的應(yīng)用

圖5 體內(nèi)心臟機(jī)械生理監(jiān)測

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp8804

來源：柔性傳感器