生物可降解植入式傳感器的案例
《AFM`綜述》UCLA：可生物降解的植入式傳感器：材料設計、制造和應用
實時監測可以通過分析體液或通過在體內或體內應用傳感器來實現。但是，
必須移除可植入傳感器。第二次移除程序會導致進一步的組織損傷，這可能是中樞神經系統等組織的問題。使用可生物降解的傳感器減輕了這些問題，因為它們不需要移除程序。
材料科學的最新進展使所有傳感器組件都可以生物降解成為可能。植入物的小尺寸和功率以及有限的材料選擇是決定可生物降解設備能力的主要限制因素。因此，探索這些參數之間的權衡的設計將始終是一個挑戰。盡管令人鼓舞的結果表明可生物降解的傳感器可以與市售的不可降解傳感器一樣準確和可靠，但可生物降解的可植入傳感器仍處于起步階段。本文批判性地回顧了該領域取得的重大進展，并強調了未來的前景。
圖1
生物可降解植入式傳感器的發展概況，包括生物材料（金屬、聚合物、硅基半導體材料）、制造技術和報告的應用。
圖2
示意圖顯示了用于制造可生物降解傳感器的各種組件和材料。
還顯示了傳感器的位置以及與外部放置的采集設備的通信。
相關綜述論文以題為
Biodegradable Implantable Sensors: Materials Design, Fabrication, and Applications
發表在《
Advanced Functional Materials
》上。
通訊作者
是
加州大學
洛杉磯分校
Nureddin Ashammakhi
博士
。
參考文獻：
doi.org/10.1002/adfm.202104149
展開 美因茲大學《Nano Letters》納米金復合可植入水凝膠傳感器，體內長期監測卡那霉素濃度
【科研摘要】
植入式傳感器連續傳輸有關體液中生命值或生物標志物濃度的信息，使醫生能夠調查疾病進展并監測治療成功。然而，當前可用的技術在長期操作和向不同分析物的轉移能力方面仍然面臨困難。最近，
德國
美因茲大學
Carsten S?nnichsen
教授
團隊
展示了基于金納米粒子的可推廣平臺的潛力，該
納米粒子嵌入水凝膠中，可長期植入生物傳感
。
使用光學成像和智能傳感器
/參考設計，
團隊
通過無創地通過皮膚詢問植入的傳感器來評估麻醉大鼠中卡那霉素
(
Kanamycin)的組織濃度。
結合組織整合基質，堅固的適體受體和光穩定的金納米顆粒，
該
技術具有延長植入式傳感器壽命的強大潛力。由于金納米顆粒易于適應不同的分析物，因此我們
的概念將在個性化醫學或藥物開發中找到廣泛的應用。相關論文以題為
Implantable Sensors Based on Gold Nanoparticles for Continuous Long-Term Concentration Monitoring in the Body
發表在《Nano
Letters》上。
【主圖】
圖
1.我們基于金納米顆粒的新型植入式傳感器的設計，用于體內無創濃度監測。
圖
2.通過皮膚對卡那霉素的特定傳感器反應的測量。
圖
3.皮下卡那霉素濃度的定量。
圖
4.植入傳感器在生理條件下的長期穩定性。
【總結】
為了達到更高的可靠性和準確性，例如，需要通過自動化的標準化過程（包括質量控制）來改進傳感器的制造和植入。
展開 可拉伸的紗線嵌入式摩擦納米發電機作為電子皮膚用于生物力學能量采集和多功能壓力傳感
圖4基于SI-TENG的壓力傳感器作為智能假手、自動計步器/速度計和柔性數字鍵盤的應用
(a) 植入到指尖上的五個壓力傳感手套的照片；
(b) 對應五種不同手部動作的五個獨立壓力傳感器的實時電壓信號；
(c) 個性化智能假肢的輸出接口；
(d) SI-TENG縫在襪子后跟上的照片；
(e) 展示不同運動狀態（包括站立、行走和跑步）的照片；
(f) 在行走和跑步過程中兩個SI-TENG（分別附在左腳和右腳）的實時電壓信號；
(g) 自動計步器和速度計軟件輸出接口；
(h) 帶有九個數字按鈕柔性數字鍵盤的照片；
(i) 柔性數字鍵盤貼合在人前臂上的照片；
(j) 用于自供電數字鍵盤的數字顯示接口。
圖5 基于SI-TENG的壓力傳感器作為可伸縮觸覺傳感陣列的應用
(a) 基于SI-TENG的觸覺傳感陣列的示意圖；
(b) 基于SI-TENG的觸覺傳感陣列的照片；
(c) 基于SI-TENG的觸覺傳感陣列的拉伸性能的顯示照片；
(d) 基于SI-TENG的觸覺陣列分為8×8個感應像素的示意圖；
(e) 每個像素的實時電壓信號和手指觸摸輸出界面中顯示的位置；
(f) 頂部有矩形和十字形塊的基于SI-TENG的觸覺傳感陣列的照片以及它們在傳感陣列中的相應平面壓力強度分布。
【小結】
本文中報道了一種可拉伸的摩擦納米發電機的簡單制備方法，其可以作為多功能電子皮膚使用并實現了能量富集和多功能壓力傳感。
展開 可注射的生物傳感器：有望長期檢測人體酒精含量！
導讀
近日，美國加州大學圣迭戈分校開發出一種小型化、低功耗、可注射的生物傳感器，它將可以用于長時間、不間斷的酒精檢測。該芯片小到足以嵌入人體表皮之下，并能通過可穿戴設備例如智能手表或貼片無線供電。
背景
飲酒，是一種歷史悠久而普遍的生活習慣和社會風俗。許多朋友都喜歡喝酒，但是也許很多人并不清楚，酒是世界上使用最為廣泛的成癮性物質。長期過量飲酒可造成酒精濫用和酒精成癮，并伴發多種精神損害、軀體損害和社會損害。
對于酒精成癮癥患者的治療來說，其中一個重要挑戰就是，缺少用于常規檢測的便捷工具。目前，評估血液中酒精含量的最常規方法就是：呼吸分析儀。但是，它的缺點是相對笨重，還需要患者主動吹氣，且并不是十分精準。血液測試是最精準的方法，但是需要訓練有素的技術人員才能操作。
也許，將酒精傳感器如同文身一樣佩戴在皮膚上，是一個有前途的新選擇。筆者也曾介紹過這方面的創新案例，例如美國國家生物醫學影像與生物工程研究所開發的生物傳感器貼，就如同文身一般，它可以刺激汗液分泌，并檢測汗液中的酒精含量。但是，文身類的皮膚貼片也存在一些缺點，就是很容易被移除，且只支持一次性使用。
（圖片來源：美國化學會）
創新
近日，美國加州大學圣迭戈分校（University of California San Diego ）開發出一種小型化、低功耗、可注射的生物傳感器，它將可以用于長時間、不間斷的酒精檢測。該芯片小到足以嵌入人體表皮之下，并能通過可穿戴設備例如智能手表或貼片無線供電。
（圖片來源：David Baillot / 加州大學圣迭戈分校雅各布工程學院）
加州大學圣迭戈分校雅各布工程學院電氣工程系教授、該項目的領頭人 Drew Hall 表示：“這項工作的最終目標是開發一種常規的、不惹眼的酒精與藥物檢測設備，用于藥物濫用患者的治療項目。
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光電式液位傳感器可用于液態滅火器實現缺液提醒
滅火器是一種可由人力移動的輕便滅火器具，它能在其內部壓力作用下，將所充裝的滅火劑噴出，用來撲滅火災。由于其結構簡單，操作方便，使用面廣，對撲滅初起火災效果明顯。因此，在企業、機關、商場、公共樓宇、住宅和汽車、輪船、飛機等交通工具上隨處可見。下面工采網小編和大家一起了解下液位傳感器如何在高鐵液態滅火器實現缺液檢測？
為了安全，通常高鐵等交通工具上都會常備滅火器。其中有一種新型滅火器是液態滅火器。滅火器里面主要是液態狀態。然而現有的滅火系統在沒有遇到火災時經常處于長時間待機狀態，在長時間的待機狀態下有可能由于緩慢泄漏等原因導致滅火系統在需要使用時出現滅火劑儲量不足的問題，這就需要在液體滅火劑鋼瓶內設置液位測量裝置，普通的液位測量裝置需要維護人員去主動檢查來進行泄露判斷，實施起來非常不方便，特別是對大批量的液體滅火劑進行定期維護檢查，整個過程將耗費大量人力和大量時間。為解決上述問題工采網推薦使用光電式液位傳感器進行檢測實現缺液提醒讓用戶及時察覺滅火器里并未有液體。
安裝光電液位傳感器時當沒有水時，傳感器發光二極管發出的光被經過透明棱鏡后會折射回接收管。當有水時，則光折射到液體中，從而使接收器收不到或只能接收到少量光線。英國SST 低成本光電液位傳感器/光電液位開關 - LLC200A3SH提供單點液位檢測，為大批量OEM客戶特別設計傳感器含有一個紅外發射源和一個探測器，安裝位置精確，以確保兩者在空氣中達到很好的光耦合。當傳感器的錐形端浸入液體時，紅外光會透射出錐形面，到達探測器的光強就會變弱。
低成本光電液位傳感器/光電液位開關LLC200A3SH特點：
（1）響應速度快，
（2）10mA驅動電流，光電晶體管開關輸出。
（3）工作溫度：-20～85度，M12螺紋。
展開 中科院納米能源所李舟團隊和中南大學李宇晟合作《ACS Nano》：用于肌肉功能評估的可拉伸、自愈和、皮膚自粘附的主動式傳感器
原文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c02010
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