3D Printing Assisted Wearable and Implantable Biosensors.
生物传感器已发展为可实时监测健康的可穿戴与植入式器件,但传统制造方法在规模化、成本和复杂微型多功能结构方面受限。3D打印/增材制造通过快速原型、个性化定制和高精度复杂几何结构制备,为柔性、可拉伸、生物相容生物传感器提供了新路径。本文综述了直接墨水书写(DIW)、喷墨打印、熔融沉积/挤出(FFF/FDM)、光固化(SLA/DLP)等技...
生物传感器已发展为可实时监测健康的可穿戴与植入式器件,但传统制造方法在规模化、成本和复杂微型多功能结构方面受限。3D打印/增材制造通过快速原型、个性化定制和高精度复杂几何结构制备,为柔性、可拉伸、生物相容生物传感器提供了新路径。本文综述了直接墨水书写(DIW)、喷墨打印、熔融沉积/挤出(FFF/FDM)、光固化(SLA/DLP)等技...
可穿戴生物传感器是医疗健康、技术与个性化医学交叉领域快速发展的方向。这类传感器通常集成于服装、配饰或直接贴附于皮肤,可连续、实时监测心率、血糖、水合状态等生理与生化参数。近年来,器件微型化、材料科学和无线通信的突破显著提升了可穿戴生物传感器的功能、舒适性与可及性。本文综述了可穿戴生物传感器技术的现状,重点讨论传感器设计、制备工艺与数...
在精准医学不断发展的背景下,可穿戴与植入式生物传感器通过持续、实时地采集人体生理与生化信息,正在推动医疗模式从被动治疗转向主动监测与个体化干预。本文综述了该类生物电子器件在心血管、神经、眼科、连续血糖监测及非侵入性生物标志物检测中的应用进展。可穿戴设备可监测心率、血压、血糖、心电、血氧等参数;植入式器件可深入获取脑电、神经信号或特定...
对传感纹身的兴趣增加反映了可穿戴技术向柔性、贴肤器件的转变。在纳米技术和材料科学推动下,这类器件可提供高灵敏度且可定制的传感器。相关研究不断增多,显示其设计与应用受到关注,潜在用途从生命体征监测到生物标志物检测。传感纹身是可穿戴医疗技术中的有前景方向,受到研究者、临床医生和技术爱好者关注。本研究旨在分析传感纹身健康领域的发展、应用与...
随着现代生活水平和技术发展,传统智能设备已难以满足高质量生活需求,柔性电子因此成为突破现有局限的重要方向。健康检测需求不断增长,推动基于生物传感器的智能可穿戴设备发展,也对先进柔性制备技术提出更高要求。目前市场上已有柔性连接电子设备、可弯曲LED阵列和柔性射频电子标签等产品,其制造和集成相对简单,但功能仍较有限。面向智能穿戴、柔性储...
高性能、低功耗场效应晶体管(FET)是集成电路发展的基础,因此需要寻找更优的薄膜沟道材料并改进器件结构。二硫化钼(MoS2)具有天然二维原子层结构、大比表面积和优异光电性能,被视为下一代电子器件的候选材料。然而,MoS2 的原子级厚度使其接触界面和介电界面对器件性能影响显著。本文围绕 MoS2 FET 的主要性能提升策略展开综述,包...
自2014年报道以来,激光诱导石墨烯(LIG)因制备快速、无掩模、低成本且可定制而受到广泛关注,在可穿戴电子和生物传感器领域展现出应用潜力。LIG可在多种基底和碳源上制备,如有机薄膜、植物、纺织品和纸张等。本文系统综述LIG的最新制备方法与典型应用进展,涵盖机械传感器、温湿度传感器、电化学传感器、电生理传感器、加热器和执行器等柔性电...
近期,可穿戴生物传感器研究不断涌现。尽管柔性生物传感器贴片可贴附于皮肤并作为诊断装置,但若必须连接外部仪器或处理器才能获得有意义的数据,则不能真正称为可穿戴生物传感器。现实可用的可穿戴生物传感器应是自包含系统,其器件框架经过精心设计,以提供可靠且智能的诊断功能。通过可穿戴汗液葡萄糖生物传感器实现实时连续汗液监测,从而系统有效地管理2...
人体健康与性能监测(HHPM)对保护、维持、评估和改善工业、学术、体育、休闲及军事等领域人员状态至关重要。现有商用可穿戴传感器多基于物理特征,难以精确评估健康、身体和心理状态。可从人体微创或无创获取的生物标志物,如汗液、泪液、尿液、组织间液等体液、呼出气及皮肤表面信号,可为HHPM提供丰富信息。本文综述面向HHPM的生物传感器技术现...
植入式心脏监测器虽已显著小型化,但仍存在感染、出血或瘀伤、器械突出或迁移等并发症。本文报道了一种小型、柔性、可注射的皮下微电极装置,用于记录心电图(ECG),以验证其作为更微创心脏监测方案的可行性。作者描述了该可注射 ECG(I-ECG)器件的制造流程:以聚酰亚胺(PI)为柔性基底和绝缘层,采用 Ti/Cu/Au 金属层形成高密度七...
医疗保健监测是人类生活的重要方面,可通过可穿戴皮肤贴片传感器实现。当传感器与皮肤或表皮表面接触时,可监测关节、腿部和手指等人体部位的运动,以及呼吸、血流和心跳引起的微小振动。可穿戴贴片在体温与发热监测、血压、脉搏和呼吸率的快速测量方面展现出良好前景。传感器还可分析汗液成分,以及糖尿病相关挥发性有机化合物(VOCs)和有机磷神经刺激剂...
为检测人体内分析物,研究者已开发多种高效生物传感器,但传统传感器多基于刚性材料,难以贴合皮肤、器官等柔软且形状不规则的组织,限制了其在人体表面的临床应用。开发可用于软组织和曲面表面的柔性生物传感器材料,将显著拓展生物传感器的临床用途。本综述选择性概述近期发展的柔性电子器件及其在体内代谢物和电生理信号监测中的应用,为构建体内信号监测系...
柔性可穿戴生物传感器能够与皮肤贴合,非侵入性地采集汗液、泪液、唾液等生物流体,实现对生理状态的实时连续监测。软电子是这类设备的关键,无论其传感机制或制备技术如何,低模量柔性基底、可拉伸导电材料和生物相容界面都决定其皮肤适配性。无线连接可增强远程、资源受限场景下的应用范围,使设备能够持续同时监测佩戴者健康状态并无线传输数据,从而通过及...
可穿戴设备正从医疗诊断扩展到生物医学监测系统,实现对关键生物标志物的连续测量,用于医学诊断、生理健康监测与评估。随着全球老龄化加剧,慢性与急性疾病负担上升,医疗产业因即时诊断(POC)和长期健康状况实时监测需求而快速变化。可穿戴设备已逐步演变为配饰、集成服装、体表附着器件和体内植入器件。过去数十年,电子器件、生物相容材料和纳米材料的...
生物材料因可调节溶解性、稳健机械性能、多活性结合位点以及优异生物相容性和可降解性,在柔性电子器件制备中受到关注。本文综述了生物基材料在柔性传感器中的最新进展,重点介绍天然生物材料(丝素蛋白、纤维素和几丁质)及化学合成生物材料(聚乳酸、聚氨酯、聚多巴胺、聚羟基烷酸酯等)及其在健康监测、生物传感器、人机交互等领域的应用,并强调当前学术界...
报道了用于气相有机磷(OP)神经毒剂检测的柔性表皮纹身与纺织基电化学生物传感器。该可穿戴传感器基于可拉伸有机磷水解酶(OPH)酶电极,并与全集成、可贴合的柔性电子界面耦合,实现对方波伏安(SWV)信号的快速、选择性检测,并通过蓝牙将数据无线传输至移动设备。表皮纹身与纺织传感器分别表现出 2.5% 和 4.2% 的相对标准偏差,对潜在...
本文制备了具有较高力学性能和半导体电导率的纤维素纳米纸。以漂白针叶木浆为来源的纤维素纳米纤维(CNF)通过原位化学聚合包覆聚吡咯(PPy),氧化剂为三氯化铁(FeCl3)。作者系统研究了纳米纸的结构、形貌以及热、力学和导电性能。纯CNF纳米纸表现出很高的拉伸性能,拉伸强度为224 MPa,弹性模量为14.5 GPa。加入最多20%的...