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標題: 美研發新型醫用界面電極材料 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 6 天前 標題: 美研發新型醫用界面電極材料

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　　專業學術期刊《Device》最近刊登一篇論文﹐介紹美國新研發的醫用界面電極材料﹐有望替代造價高﹑耐用性低的傳統材料。
　　傳統的醫療檢測儀器的偵測電極﹐使用石墨烯﹑銀納米線和有機聚合物等高電導率材料。不過﹐這些材料存在造價高﹑耐用性低﹑易碎且製作工藝複雜等缺點。美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)生物醫學工程院使用普通家居用品﹐研製出一種高導電性的「橡皮泥」柔性電路(Squishy Circuits﹐SC)﹐將其用於健康檢測儀器的電極上。
　　作為一種新型生物界面電極材料﹐SC不僅擁有低成本﹑低阻抗和高電導率的特性﹐還可自行修復﹐其耐用性和功能性都大大高於傳統材料。這種SC電極﹐主要是由一定比例的麵粉﹑水﹑鹽﹑塔塔粉(一種烘焙用膨脹粉末)﹑植物油和少量的食用色素﹐按照一定步驟和混合順序製作而成。為了驗證SC的電導率和電阻﹐研究人員使用典型的生物電子系統﹐對人體皮膚和豬皮進行了一連串測試。結果顯示﹐這種SC電極在頻率10kHz時﹐阻抗遠比市場上最先進的紅點凝膠電極低(阻抗越低越好)。
　　此外﹐他們還發現﹐當SC在頻率1kHz時的阻抗比純銅片低4倍﹐比含有氯化銀(AgCl)的紅點凝膠低10倍。為了驗證SC電極即時適用性﹐研究人員將它放置在醫用級膠帶的頂部(含有電氣互連的銅引線)以測量人體各個部位的數據。結果顯示﹐這種SC電極可有效且穩定地捕捉到大腦活動產生的訊號(腦電圖﹐EEG)﹑心臟活動產生的訊號(心電圖﹐ECG)﹑眼球運動的訊號(眼電圖﹐EOG)﹐及肌肉活動產生的訊號(肌電圖﹐EMG)。
　　他們還發現﹐SC電極的信噪比也比凝膠電極要高(信噪比越高代表越清晰)﹐能夠讓儀器更準確識別訊號。這種SC電極即便長時間(24小時)貼在人身上﹐依然能對身體的數據進行良好的檢測監控﹐因為過程中它會吸收人體的汗液﹐使其不會因乾燥損壞。即便它變得乾燥也只需要浸泡在水中就可以恢復。另外﹐SC電極即便被切成多段﹐黏合後還能正常運作﹐且在60°C的環境下性能也依然十分穩定。
　　從成本上看﹐這種材料僅約0.01美元﹐比商業凝膠電極(成本0.25～1美元)更具經濟優勢。美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校生物醫學工程助理教授﹑該論文的資深作者德米特里‧基里耶夫(Dmitry Kireev)告訴該校的新聞室﹐這種電極材料在測量品質方面﹐遠比其它電極材料好﹐因為它阻抗很低。電極和人體的組織之間阻抗越低﹐兩者之間的電導率就越好﹐測量生物電位的能力就越好。需要的話﹐這種電極可以在家裡或高中實驗室裡製作出來﹐十分有利於推廣到更多地方。

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