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皮肤上的透气 可穿戴电子设备-用于长期健康监测

发布时间:2019-01-29 14:16:00 来源:

日本一组科学家表示,低过敏性电子传感器可以连续佩戴在皮肤上一周而不会感到不适,并且轻薄,用户甚至忘记了它们。由透气纳米网眼构成的弹性电极有望开发能够长期持续监测人体健康的无创电子皮肤设备。

近年来,可监测心率和其他重要健康信号的可穿戴电子产品取得了进展,新一代产品采用轻质,高弹性材料直接贴在皮肤上,可进行更灵敏,更精确的测量。然而,尽管这些装置中使用的超薄薄膜和橡胶薄片能够很好地粘附并贴合皮肤,但长期使用时,它们缺乏透气性被认为是不安全的:皮肤病学测试表明,精细,可拉伸的材料可防止出汗并阻止皮肤周围的气流。引起刺激和炎症,最终可能导致持久的生理和心理影响。

“我们了解到,在医疗和体育应用中需要佩戴一周或更长时间才能进行连续监测的设备,”东京大学工程研究生院的Takao Someya教授表示,他的研究小组之前曾开发过 - 测量血液中氧气的皮肤贴片。

在目前的研究中,该小组开发了一种由纳米级网状物构成的电极,其中含有水溶性聚合物,聚乙烯醇(PVA)和金层 - 被认为与人体安全且生物相容的材料。该装置可以通过喷洒少量水来施用,这些水溶解PVA纳米纤维并使其容易粘附到皮肤上 - 它与人体皮肤的曲线表面无缝地吻合,例如汗毛孔和食指的脊。指纹图案。

研究人员接下来对20名受试者进行了皮肤斑贴试验,并在佩戴该装置一周后未发现参与者皮肤发炎。该小组还评估了纳米网导体的水蒸气渗透性 - 以及其他基材如超薄塑料薄膜和薄橡胶板的透气性 - 并发现其多孔网状结构表现出优异的透气性。其他材料。

此外,科学家通过反复弯曲和拉伸(超过10,000次)附着在食指上的导体证明了该装置的机械耐久性; 当肌肉的电活动读数与通过常规凝胶电极获得的读数相当时,它们还确立了其作为肌电图记录电极的可靠性。

“有可能在不引起任何压力或不适的情况下监测患者的生命体征,”Someya谈到该团队研究的未来影响。除了护理和医疗应用外,新设备还可以连续,精确地监测运动员的生理信号和身体运动,而不会妨碍他们的训练或表现。

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