根据PVA石墨烯复合气凝胶的传感器用于医学确诊和医治
发布时间:2024-10-12 作者: 新闻中心
继续监测受伤跟腱发生的生物力学信号关于进一步探究恢复或恢复进程,以此来下降二次受伤的危险至关重要。水凝胶生物力学传感器具有类似安排的成分和可调理的特性,被认为是用于人体运动检测的有出路的资料。但是,现有水凝胶的机械功能较差,强度和模量一般低于1MPa,在生理条件下的稳定性也较差,这阻止了它们在植入式设备中的使用。此外,从收集到的电信号中获取应力信号依然具有挑战性。本文,东华大学侯恺 副研讨员在《J. Mater. Chem. B》期刊宣布名为“High-strength fibrous sensors with an enhanced aggregate state for biomechanical monitoring of the Achilles tendon”的论文,研讨根据对聚合物集合的调控,经过冷冻-冻结和冷冻-浸泡两个过程,制备了一种由聚乙烯醇(PVA)和还原型氧化石墨烯(rGO)组成的用于体内监测的高强度纤维传感器。
得益于结晶、霍夫迈斯特效应和纳米复合资料的协同效果,水凝胶纤维具有较高的拉伸强度(8.34 ± 0.66MPa)和弹性模量(1.15 ± 0.10MPa)。一起,在制造的完好进程中去除盐离子可进步纤维的含水量(69.18 ± 1.47%)和抗溶胀功能,并将植入后的副效果降至最低。实验证明,纤维传感器能以抱负的灵敏度(GF = 1.57)记载拉伸时的相对电阻改变,并经过公式推导和核算将其转换为轴承应力。体外和体内实验进一步证明了其实时监测关节运动的可行性,为医学确诊和医治供给了重要参阅。
总归,咱们经过简略的两步战略开发出了一种高强度水凝胶纤维传感器。聚合物的集合和结晶受阴离子类型和浓度的调理,然后构成细密的水凝胶网络。生成的水凝胶纤维具有十分超卓的机械强度(8.34 ± 0.66 MPa)和模量(1.15 ± 0.10MPa),含水量(69.18 ± 1.47%)与跟腱类似。水凝胶构成后 GO 的原位削减改进了纳米填料的分散性,使纤维在小应变下具有抱负的灵敏度(GF = 1.57)。此外,纤维在水环境中的抗溶胀才能和低细胞毒性保证了其作为植入式传感器的长期使用。体外和体内模型证明了纤维传感器监测跟腱生物力学应变的可行性。更重要的是,取得的电阻信号可进一步转化为应力,近似反映受损部位的承载负荷。这种传感器有望使用于跟腱恢复的实时监测。