可穿戴设备压敏

近年来，使用可穿戴传感设备已经成为人们日常生活的一部分。等设备聪明的手表，例如，可以用来监测身体健康的功能，如心率、睡眠和锻炼。但是，技术的进步为监测病人健康提供了更多的可能性。传感器现在可以使用可穿戴设备或手持设备测量重要的健康指标，如血液中的代谢物、氧气或治疗性药物水平。这为患者提供了一种简单的方法，可以在家中进行连续、低侵入性、实时的诊断或治疗目的检测。拥有这样一个系统对患者和护理人员的需求都产生了深远的影响，减少了频繁的医院预约的需求，并鼓励了治疗的依从性。

这是一种传感设备它能对身体压力的微小变化做出反应，因此诸如脉搏、血压、呼吸频率甚至声带振动的细微变化等生理功能都能被高度敏感地连续监测。这种压力敏感装置被制成一种胶条，然后应用到手腕或颈部脉搏点的皮肤上。测量这些物理功能非常简单，只需将传感器安装在皮肤上，然后将收集到的数据上传，供医生远程访问。

压敏器件应选用具有良好弹性和力学性能的材料。材料也应该与皮肤表面兼容并很好地贴合。在过去的十年里，人们对各种天然和合成材料进行了测试，但发现它们的物理特性都不是最优的。

被称为水凝胶的不同类型的凝胶状材料为压敏器件提供了优越的物理性能，但也有自己的一系列问题:水分蒸发、结构缺陷以及缺乏大规模、低成本的生产方法。

来自Terasaki生物医学创新研究所(Terasaki Institute for Biomedical Innovation)的一个合作团队，已经为制造可穿戴压力敏感传感器的问题设计了解决方案。该团队选择了明胶基水凝胶，因为它具有优越的弹性、皮肤相容性和低成本。它还提供了通过改变其制备方法和组分浓度来微调其弹性性能、结构特征和压力敏感性的方法。这水凝胶是否在固化时增加了透明的特性，这使得它可以作为可穿戴设备使用生物传感器．

该团队进行了大量的实验，以优化制备具有所需特性的水凝胶所需的条件。然后，他们把它和透明的电子元件一起组装成一个包含水凝胶层的全透明条。Terasaki研究所研究团队的Shiming Zhang博士说:“我们在水凝胶传感器方面所取得的进展使我们能够成功克服以前所面临的挑战。”“这将加强压力敏感设备在许多可能的医疗应用中的使用，这可能不仅包括持续监测血压、脉搏和呼吸频率，还可以测量声带振动，以早期发现声音和吞咽问题。”

为了提高成品的整体耐久性，并防止水凝胶层的水分蒸发，团队在制造过程中增加了额外的步骤:该组合经过化学处理，以增加强度，并对水凝胶层的固化时间进行了战略性调整，以使其与周围的电子元件产生最佳结合。

在制造过程的另一个独特步骤中，水凝胶层的一个表面被模压成由金字塔形状的投影组成的网格模式，这有助于提高成品传感器的压力灵敏度。通过试验这些投影的大小和间距，可以优化此功能，以获得最佳结果。

该团队对该传感器的广泛测试表明，制造过程成功地解决了水分蒸发和结构缺陷的问题。此外，该传感器能够以更高的灵敏度和一致性来测量压力变化，与之前观察到的传感器相比，该传感器的成本效益和可扩展性更高。

Terasaki研究所主任兼首席执行官Ali Khademhosseini博士说:“可穿戴传感器是监测患者健康的方便和方便的工具，这项工作促进了它们的生产。”“它与我们研究所的个性化设备平台进行了很好的协同，该平台旨在开发用于实时连续监测的智能设备。”