斯坦福大学设计电容式生物传感器 无线监测血流且可自我吸收

　　斯坦福大学的研究人员利用专门的生物相容性和生物可降解材料，设计了一种基于电容的动脉血流生物传感器，它可以在植入后通过无线方式读出数据，而且不需要移除，因为它会在几个月后会被人体自行吸收。

　　传感器的特写视图，带有用于无线数据传输的双层线圈结构的裸露视图，以及包裹在动脉周围的袖带型脉冲传感器。

　　近日，在《自然生物医学工程》上发表的题为“用于无线监测血液流动的可生物降解的灵活的动脉脉冲生物传感器”的论文中描述了薄而灵活的柔性生物传感器设备，该设备主要是在进行复杂的整形手术后局部监测血液流动，进行血管缝合，如将在心血管、血管和移植操作。

　　到目前为止，商业上存在的生物传感器需要仔细固定，并且在使用后也需要移除，这带来了额外的手术风险。该论文描述了一种薄而灵活的压力传感器，该传感器完全由可生物降解材料制成，它可以包裹在直径小至1mm的动脉周围。

　　动脉搏动会影响血管直径，血管直径可通过包裹在动脉周围的可生物降解电容性脉冲传感器进行测量。电容的变化会导致LCR电路的基频发生偏移，这可以解释为血流测量。

　　整个设备仅占几平方毫米，由分层的边缘场电容式生物传感器组成，该生物传感器在接触（传感器与动脉接触）和非接触模式下均敏感，并连接到双层线圈结构（由镁制成），用于通过与外部读取器线圈的射频耦合进行数据传输。

　　在此，当被监测的动脉经历了可通过电容式生物传感器测量的脉管直径的脉动变化时，通过脉冲检测间接测量血流。电容的变化导致电感器-电容器-电阻器电路中谐振频率的偏移，该电路通过电感耦合通过皮肤无线监控，从而实现了无电池操作。

　　为确保低成本和完整的设备吸收，该薄型传感器通过简单的层压和包装工艺制造而成，使用了微米薄的生物相容性和可生物降解材料（例如镁（Mg））层用于电互连，聚甘油用于电介质层的癸二酸酯，聚（八亚甲基马来酸酯/酸酐柠檬酸酯）和聚羟基丁酸酯/聚羟基戊酸酯用于包装层，以及用于双层线圈的聚乳酸间隔物。

　　该论文报告说，该电容式生物传感器响应时间在毫秒范围内，具有很高的循环耐久性，使得该设备适合从手术完成之日起几个月内的实时血液流动监测。该传感器首先在体外通过定制的人造动脉模型得到验证，然后在大鼠模型体内得到验证。

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