j9九游會(huì)登錄入口首頁(yè)隨著個(gè)人健康監(jiān)測(cè)和疾病管理的需求日益增長(zhǎng)，高靈敏生物傳感電子皮膚系統(tǒng)展現(xiàn)出巨大的潛力。然而，為了提高生物標(biāo)記物傳感靈敏度而采用的三維多孔結(jié)構(gòu)以及用于電學(xué)互連的柔性導(dǎo)電材料通常依賴于不同的材料體系與加工工藝，其異質(zhì)集成界面力學(xué)性能失配，導(dǎo)致器件容易在機(jī)械變形下或疲勞測(cè)試中失效。此外，集成系統(tǒng)往往還需要額外的粘合劑才能緊密貼合皮膚，這也可能引起皮膚發(fā)炎、對(duì)齊和信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽影等問(wèn)題。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，電子科技大學(xué)林媛教授團(tuán)隊(duì)及其合作者開(kāi)發(fā)了一種基于直接激光加工技術(shù)的粘性PI/PDMS復(fù)合材料，創(chuàng)新性地通過(guò)激光直寫技術(shù)在PI/PDMS復(fù)合材料上制備了多孔激光誘導(dǎo)石墨烯（LIG），實(shí)現(xiàn)了一種可編程、可回收的多功能皮膚界面設(shè)備平臺(tái)。該技術(shù)允許在單一材料系統(tǒng)中通過(guò)納米材料修飾集成高靈敏度的生物傳感與可延展電學(xué)互連單元、實(shí)時(shí)生理信號(hào)與生化指標(biāo)監(jiān)測(cè)和無(wú)線通信功能。同時(shí)j9九游會(huì)登錄入口首頁(yè)，通過(guò)機(jī)械擦除和激光重寫過(guò)程，該平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)功能的更新和重復(fù)使用j9九游會(huì)登錄入口首頁(yè)，顯著提升了制造效率和材料的可持續(xù)利用性，為智能可穿戴醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)與制備開(kāi)辟了新路徑。

　　本研究的設(shè)計(jì)策略是將聚酰亞胺（PI）粉末與聚二甲基硅氧烷（PDMS）前驅(qū)體和胺基化的聚乙二醇改性聚乙二烯亞胺（PEIE）添加劑混合，通過(guò)高溫固化形成具有生物粘附性的復(fù)合材料。利用激光直寫技術(shù)在該復(fù)合材料上制備出激光誘導(dǎo)石墨烯（LIG），這一過(guò)程通過(guò)光熱反應(yīng)將PI微粒碳化，同時(shí)PDMS轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體硅碳化物或二氧化硅。PEIE添加劑通過(guò)與PDMS前驅(qū)液中的Pt催化劑形成絡(luò)合物降低交聯(lián)密度，從而增強(qiáng)PDMS粘附性。這種設(shè)計(jì)使得/PEIE不僅具備了PI/PDMS復(fù)合材料的功能性，還能夠直接與皮膚形成共形接觸，為生物電子應(yīng)用提供了新的可能性j9九游會(huì)登錄入口首頁(yè)。

　　在電生理信號(hào)監(jiān)測(cè)方面，研究展示了利用/PEIE復(fù)合材料制作的皮膚貼片，能夠高保真度捕獲心電圖（ECG）和肌電圖（EMG）信號(hào)。該貼片得益于其出色的皮膚粘附性和力學(xué)可延展性，無(wú)需額外粘合劑即可緊密貼合皮膚進(jìn)行電生理的采集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)凝膠電極相比，該貼片在ECG信號(hào)采集中表現(xiàn)出相似甚至更優(yōu)的信噪比（SNR），并且在皮膚形變條件下仍能提供高保真度的電生理信號(hào)的采集，證明了其在監(jiān)測(cè)電生理信號(hào)方面的有效性和可靠性。

　　圖2：/PEIE粘附貼片在捕獲生物電位信號(hào)，如心電圖（ECG）和肌電圖（EMG）方面的應(yīng)用。

　　基于/PEIE的多功能皮膚界面平臺(tái)展示了其在無(wú)線供電藥物輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力。通過(guò)在LIG電極上固定頭孢唑林抗生素，并結(jié)合聚吡咯（PPy）的電化學(xué)聚合，實(shí)現(xiàn)了電控釋放藥物j9九游會(huì)登錄入口首頁(yè)。此外，通過(guò)銀納米顆粒（AgNP）修飾LIG形成高導(dǎo)電性的近場(chǎng)通信（NFC）線圈，與上述藥物釋放單元進(jìn)行一體式集成能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線控制的藥物釋放，為傷口抗菌與愈合提供了一種新的治療方法j9九游會(huì)登錄入口首頁(yè)。該平臺(tái)的多功能性還體現(xiàn)在其能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)汗液葡萄糖傳感。由于LIG與PDMS親水性的巨大差異，該皮膚貼片無(wú)需額外的微流道單元即可完成汗液的實(shí)時(shí)采集。通過(guò)與便攜式電化學(xué)站的集成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汗液葡萄糖濃度的連續(xù)監(jiān)測(cè)，并揭示了汗液與血液葡萄糖濃度的強(qiáng)相關(guān)性，為無(wú)創(chuàng)式健康監(jiān)測(cè)和疾病管理提供了新的工具。

　　圖3：基于/PEIE的多功能皮膚界面平臺(tái)，包括無(wú)線控制的藥物輸送系統(tǒng)和實(shí)時(shí)汗液葡萄糖監(jiān)測(cè)貼片。

　　這項(xiàng)研究通過(guò)直接激光加工和功能化PI/PDMS復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電生理信號(hào)的高保真監(jiān)測(cè)和汗液生物標(biāo)志物的電化學(xué)傳感。該研究的主要優(yōu)勢(shì)在于其簡(jiǎn)單、低成本的制造工藝，基于同種材料的多功能集成以及平臺(tái)的高度可編程性和可回收性。未來(lái)方向可能包括進(jìn)一步提高設(shè)備的靈敏度和選擇性，以及擴(kuò)展其在臨床應(yīng)用中的使用場(chǎng)景?？赡艿娜觞c(diǎn)包括對(duì)設(shè)備在極端條件下的穩(wěn)定性和耐久性進(jìn)行更多的測(cè)試和驗(yàn)證。