研究:方糖可被用来制造性能更好的医疗电极

2022年08月09日 08:25 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

虽然医疗电极对监测身体内的电活动至关重要,但它们通常是僵硬的、昂贵的,而且当佩戴者移动时它们不能很好地保持。然而,一种新的方糖衍生的电极解决了这些缺点。

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目前,性能最好的电极包括一个与皮肤接触的导电银盘。由于该圆盘不是非常柔软或有弹性,它不能很好地适应皮肤的轮廓--这意味着它佩戴起来可能不舒服,而且如果病人不保持相对静止,它很可能会脱落。此外,涂在它和皮肤之间的导电凝胶很快就会变干,如果不经常重新涂抹,就会导致信号丢失。

在副教授王川的领导下,圣路易斯华盛顿大学的一个团队着手开发一种成本更低、更舒适、粘附性更好的替代品,其性能至少与现有电极一样好。为了做到这一点,他们把目光投向了普通的商店购买的方糖。

每个方糖最初被塑造成所需电极的形状,然后被浸入一种被称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的液体聚合物中两小时。该液体被重新塑造的立方体吸收,进入糖粒之间的微小空间。

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一旦一个三小时的热炉固化过程将液体聚合物转化为有弹性的固体,热水被用来溶解糖,只留下一个海绵状的多孔PDMS矩阵。在用氧等离子体和乙二醇处理后,该海绵被浸入另一种聚合物--一种导电的聚合物--形成一层薄膜,覆盖在微小的孔隙上。

烤箱中再进行一次处理后,导电海绵就被接上了线,可以作为电极使用。在对人类患者进行的测试中,发现该设备比传统的刚性金属电极更符合和粘附在皮肤上。更重要的是,其许多微孔的表面积增加,使得电信号更强,噪音更小。

作为一个额外的好处,由于海绵可以容纳大量的导电凝胶,凝胶不会像传统电极下面的薄层那样迅速干涸。此外,海绵较厚的凝胶层还被发现有点像减震器,允许电极在佩戴者移动时与皮肤保持电接触。

人们希望,一旦进一步发展,海绵电极可以用于需要病人进行身体活动的医疗检查,此外,它们甚至可以由病人在自己家里长期佩戴。

关于这项研究的论文最近发表在《ACS Nano》杂志上。

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