东华大学朱美芳院士/潘绍武研究员 Adv. Funct. Mater.:原位成型生物电极实现高度共形、稳定的电生理信号界面
2024-04-30 来源:高分子科技
柔性生物电极在日常健康监测和辅助临床医学诊断领域具有重要的应用前景。然而,人体皮肤的毛发、微结构及弯曲界面会影响预成型电极与皮肤间的结合界面,导致电极与皮肤间存在明显的间隙,从而影响生物电信号的采集质量。因此,通过皮肤表面的原位成型,可以获得与皮肤形成稳定保形界面的生物电极,是解决该问题的一个重要途径。
近期,东华大学纤维材料改性国家重点实验室&材料科学与工程学院的朱美芳院士、潘绍武研究员等,共同研制了一种通过原位凝胶化在皮肤表面快速形成稳定保形界面的生物电极。该电极利用丝素蛋白的构象转变,使电极前驱体溶液在皮肤上快速凝胶化形成生物电极 (OSF-SP),成功与毛发皮肤、不规则皮肤和生物组织形成良好的共形粘附界面 (图1)。快速成型过程所使用的凝胶剂由结构转变剂和力学增强剂组成。其中,结构转变剂的主要成分是乙醇,通过调整乙醇含量来控制凝胶的形成时间;力学增强剂的主要成分为海藻酸钠,通过调节海藻酸钠的含量来调整生物电极的力学性能。
图1. 生物电极的原位成型过程及机理,以及与组织的高度共形界面
图2. 生物电极的生物相容性与保形接触界面
图3. 生物电极用于生物电信号采集
图4. 生物电极用于人机交互
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202402608
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