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柔软材料打破刚性电子贴片困境,可监测治疗受损心脏

2020-11-06 11:20
陈述根本
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文/陈根

心外膜生物电子贴片是研究和治疗心脏病的重要设备。理想的设备应该具有心脏组织的机械柔软性和变形能力,并且能够对心脏传导特性和其他物理参数进行时空映射。

然而,现阶段用于监测和治疗心律失常的其他植入式心脏设备则面临两个缺点的选择:如果由刚性材料制成,则不能移动以适应跳动的心脏;而由本质上柔软的材料制成的贴片缺乏时空映射或传感能力。

近日,美国休斯顿大学一名机械工程师领导的研究人员在《自然电子》杂志上报道了一种由全橡胶电子元件制成的贴片,可以直接放在心脏上,同时采集电生理活动、温度、心跳等指标,克服了以往植入式心脏设备的一些局限性。

陈根:柔软材料打破刚性电子贴片困境,可监测治疗受损心脏

具体来说,研究人员在此前工作中,就将柔性电子器件融入到机械手和可拉伸的皮肤中。在此基础上,研究人员又开发了一种与心脏组织的机械柔软度相匹配的心脏贴片。用于该贴片的传感器可以收集电生理活动、应变、温度和心跳的数据,所有这些数据同时来自器官上的多个位置。

除了能够同时从心脏的多个位置收集信息(这一特性被称为时空映射),该设备还可以从心脏跳动中获取能量,使其在没有外部电源的情况下也能正常工作。这意味着,它不仅可以跟踪诊断和监测数据,还可以提供治疗益处,如电起搏和热消融。

这项研究成功地在猪心脏上进行了测试。显然,对于那些有心律失常或心脏病的患者,该设备满足了迅速发现问题的要求,其研究成果也已发表在《自然电子学》杂志上。

陈根:柔软材料打破刚性电子贴片困境,可监测治疗受损心脏

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