un diseño absorbente de tensión para interfaces tejido-máquina mediante un gel adhesivo ajustable1

Para medir las señales fisiológicas del cuerpo humano, es fundamental establecer un contacto estable, suave y no alérgico entre el tejido biológico objetivo y la sonda eléctrica.
Sin embargo, es difícil formar una interfaz estable entre ambos durante mucho tiempo, especialmente cuando la superficie del tejido biológico está húmeda y/o el tejido presenta movimiento.
Aquí diseñamos y fabricamos inteligencia, presión-
Dispositivos electrónicos absorbentes que se pueden adherir a superficies de tejidos húmedos y complejos y que permiten una fijación fiable y duradera.
Medición a largo plazo de las señales vitales.
Mostramos una matriz de multielectrodos que se puede adherir a la superficie del corazón de la rata, lo que resulta en un buen contacto angular garantizado durante 3 u2009 h.
Además, hemos demostrado una matriz elástica y altamente sensible de sensores de deformación utilizando diseños similares. Ultra-
Los dispositivos electrónicos flexibles con mayor adhesión a los tejidos pueden permitir futuras aplicaciones en la monitorización crónica in vivo de señales biológicas.
Ruedas modificadas (1u2009g)(AOI-E2-
APR100 (empresa de materiales blandos avanzados)
Suspendido en agua destilada (10 × 9 ml, 40 × 9 °C)
Remover hasta que se disuelva por completo.
A continuación, el iniciador de luz (0,2u2009g)4-(2-hidroxietoxi)fenil-(2-hidroxi-2-propil)cetona (
Ciba, empresa de productos químicos especiales Irgacure 2959)
Agregue la solución bajo agitación constante para obtener una mezcla uniforme. Finalmente, PVA (0.1, 0.2, 0.3, 0.4 o 0.5 µg)
Kuraray, M: 87.000-127.000;
Grado de hidrólisis: 87-89%)
Agregue la solución y revuelva durante 10 µh para asegurar su uniformidad.
La solución preparada se vierte sobre el equipo tratado con plasma de oxígeno (300 W, 30 s).
Cubierto con vidrio.
El grosor del gel se controla mediante el espaciador entre el dispositivo y el vidrio, y se modela cubriendo el vidrio con una máscara metálica.
Finalmente, la solución es transversal.
Conectados por radiación ultravioleta (
Módulo óptico de Ushio)
Con 1 min 250 W y 365 nm.
Se preparó una tira de gel de prueba con un molde de caucho de silicona de 2 mm de espesor y 1 mm de ancho.
El centro de 5 mm (ver recuadro de ).
Medición del módulo de Young de la tira de gel utilizando el analizador mecánico dinámico de Shimadzu (Ag-X).
Las tiras de gel se estiran a una velocidad constante de 4 mm/min. Una capa de PDMS (1 × 2009 mm)
Se utiliza como capa de soporte para 1,4 μm-
Papel de aluminio PET (Mylar) demasiado grueso.
4 Pütz GMBH Co. CW02).
A continuación, Au (20u2009nm)
Se depositó sobre una película de PET.
A continuación, la película de PET se coloca en contacto con la tira de gel fijada al sustrato de vidrio, manteniendo su forma;
El área de contacto es de 1 cm.
Luego, la película se estira utilizando un analizador mecánico dinámico con una velocidad constante de 4 mm/min para medir el esfuerzo cortante ().
Utilice doble sujeción para un trozo de músculo de paleta de cerdo comercial sobre un sustrato de vidrio.
Cinta adhesiva de doble cara.
El gel con el diseño impreso en la película de PET está en contacto con el tejido porcino, lo que ayuda a preservar su forma;
El área de contacto es de 1 cm.
Luego, graba la película a la misma velocidad, es decir, a los 4 minutos.
Durante el proceso de medición, la superficie del tejido porcino permanece lo suficientemente húmeda como para evitar que se seque.
En el caso de desprendimiento a 90°-
Además de la medición, la película de Au preparada se pone en contacto con una tira de gel doblada en un ángulo de 90°.
Se eliminó la capa de caucho de silicona de soporte en la zona de contacto para minimizar la tensión residual generada por la flexión.
Luego, lamine la película de Au de la misma manera ().
La impedancia del rotaxano y del pegamento PVA se midió utilizando una estructura metal-aislante-metal y un analizador de parámetros (Agilent, 4156C).
En función de la frecuencia (20 a 10² 009 Hz). Un 1 mm-
La gruesa capa de gel iónico está intercalada en un Au-
Sustrato Pi depositado; la parte superior-
El área de contacto es de 1 cm.
Repita la medición para un voltaje de CA de 5 a 1000.
El electrodo de Au y la matriz de interconexión se depositan juntos. soportado 1, 4 μm-
Lámina gruesa de PET mediante evaporación en caliente. Una capa delgada (1 × 2009 μm) de parileno (diX-SR, Junior Society).
Luego se deposita sobre la estructura mediante deposición química de vapor (CVD).
Aísle toda la estructura excepto la zona de los electrodos.
Para realizar el mapeo UV del gel, vierta la solución de gel sobre el sustrato.
Utilice cintas adhesivas espaciadoras para dispersar la solución a una distancia de aproximadamente 70 μm del sustrato.
Utilice una máscara de sombra para exponer la zona del electrodo a la radiación UV durante 1 minuto.
Al sumergir el sustrato en agua, se elimina la solución restante en la zona no expuesta.
El electrodo está conectado al amplificador (MEB-
9104, Nihonkohden. )
Se monitorizaron las señales de ECG en el corazón de las ratas.
El programa de investigación que utiliza ratas se rige por la normativa de la Universidad de Tokio sobre el cuidado y uso de animales, la cual está aprobada por el comité de experimentación animal del Instituto de Medicina de la Universidad de Tokio. Utilizamos ratas de 10 semanas de edad.
Las ratas fueron sometidas a anestesia general con isofluoruro;
Introduzca el tubo de anestesia en la tráquea.
Durante el procedimiento, utilizamos la técnica de gestión de operaciones comúnmente empleada.
Mantén tu temperatura corporal a 37 °C utilizando una almohadilla térmica.
Para acceder a la superficie del corazón, abrimos el tórax mediante una incisión mediana.
Separe el esternón con una pinza para costillas.
Obtención de una resonancia magnética mediante el método TurboRARE. Un sistema de resonancia magnética de 7 T (
Bruker Co. BioSpec 70/20 USR)
Fue contratado para este propósito.
Para asegurar que la cinta de PVA se observe en la exploración de resonancia magnética, los parámetros de adquisición se ajustan a los siguientes T2-
Nivel ponderado: tiempo de repetición ()
2.500 u2009 ms y tiempo de eco () de 33u2009ms.
La posición original de la tira de gel está marcada en la piel. Escamas de Ag (
Sigma Aldrich 2g);
Un polímero sustituido con flúor con flúor parcial-
Cuatro flúor
Seis propileno fluorado, (0.
5 Daig Daiel-industria del oro-G912);
Líquido iónico, 1-etil-3-
Éter trifluoruro (0,05 µg);
Y tinta de grafeno (
Escrito por Jokoh, Japón)(0.
2 u2009 g, dispersos en 4-metil-2-
A 10 mpa más de 10 veces, se obtiene un 10 % en peso de pentanona mediante molienda por chorro.
Mezclar 4-16 Thanhmethyl-2-pentanona (1,5u2009g).
Pegue el resultado-
Luego, el espesor y el ancho son ~ Se imprime un sustrato delgado de caucho de silicona de 10 y 1500 μm con tinta similar. Luego, se imprime un sustrato de caucho de silicona de 2 μm-
Además del área donde se conectan la matriz de transistores y los cables, se aplica una gruesa capa de caucho de silicona sobre el patrón de tinta.
La parte inferior de la capa de caucho de silicona fue tratada con plasma de oxígeno (300 µW, 30 µs).
Y una capa de pegamento PVA (
10 mm x 1 mm, con un grosor de hasta 30 µm)
El patrón está bien.
Se fabrica una matriz activa de transistores orgánicos sobre una lámina de 1,4 μm.
Película gruesa de PET soportada por una capa de polímero. Primero, una capa de 20 nm.
La gruesa capa de Au se deposita sobre el sustrato como una línea de texto. Luego, una capa de 200 nm-
Se forman capas gruesas de parileno mediante CVD. A continuación, se deposita una capa de DNTT (dinafto[2,3-b:2\',3\'-f]tieno[3,2-b]tiofeno) de 30 nm de espesor.
Se deposita una capa activa orgánica mediante evaporación con recubrimiento de sombra.
Después de eso, un 50 nm-
Se depositan capas gruesas de Au utilizando un blindaje de sombra para formar la fuente, el drenaje y la interconexión.
Envasado mediante deposición CVD de parileno.
Se perforó un agujero en el interior con un láser.
Finalmente, se deposita oro sobre la almohadilla para conectarla al electrodo de gel.
Matriz activa de bajo nivel
El sensor de movimiento de voltaje tiene diferentes estructuras. Primero, un 20nm-
Aluminio grueso (Al)
La capa se evapora en 1 como una línea de texto. Película de PET de 4 μm de espesor. Luego, una de 4 nm-
Espesor de la alúmina (AlO)
Al tratar la capa de Al con un plasma de oxígeno, se forma sobre la capa de Al (300 × 2009 W, 5 × 2009 min).
La capa de AlO es auto- de 2 nm de espesor.
Ensamblaje de una sola capa (SAM)
Al sumergir el sustrato en 2-
5 mM n que contiene n-alcohol-
14 P. fosfato a temperatura ambiente durante 16 h.
La capacitancia del medio de puerta es grande (700 nF/cm).
Pequeña corriente de fuga.
El proceso que sigue al aislante de puerta es el mismo que el método de fabricación de matriz activa descrito anteriormente.
El conductor impreso está integrado con la matriz mientras que el pre-
Estirado un 25%.
Todas las mediciones eléctricas se realizan al aire libre utilizando un analizador de parámetros de semiconductores (4156C, Agilent).