长期体内压力监测是心血管、颅内、眼内、膀胱等疾病诊断与术后康复的核心手段,但传统植入式 传感器 面临 异质封装易渗漏 、 材料生物相容性不足 、 柔性差易引发组织刺激 、 长期稳定性差 等瓶颈,严重制约临床转化与长期生理监测应用。
近日,德国布伦瑞克工业大学Ann‑Kathrin Klein、Andreas Dietzel团队在《 Ad vanced Materials Te chnologies》发表题为“ A Pressure Microsensor Made of Parylene‐C for Use as Medical Implant ”的研究成果,首次实现全Parylene‑C基底柔性 压力传感器 ,为植入式医疗监测提供全新方案。
图1 示意图,展示了将蕈烯-C压力传感器植入血管的概念
团队采用 CVD沉积 、 磁控溅射 、 光刻剥离 、 飞秒激光切割 、 热键合 等微纳加工技术,以Parylene‑C为唯一结构材料,构建薄膜敏感膜与密封腔体,表面修饰金应变计组成惠斯通桥结构,实现压力‑ 电阻 ‑电压精准转换。
图2 概述展示设计元素并展示基于璔的压力传感器晶圆级制造过程
核心亮点 :
全材料生物兼容 :Parylene‑C通过FDA 认证 ,无免疫与炎症反应,体外细胞实验证实优异生物相容性。
超高柔性与稳定性 :杨氏模量3.8GPa,断裂伸长率超200%,37℃体内环境无蠕变、低漂移。
高灵敏度低滞后 :灵敏度达6.2μV・mmHg⁻¹,应变系数7.5,滞后<1%,重复精度±1.5mbar。
长期密封可靠 :额外Parylene‑C涂层可实现PBS中60天完全密封,满足长期植入需求。
可微型化与易集成 :晶圆级制备,可进一步微型化,适配导管、支架、颅内/眼内/膀胱监测。
图3 利用拉伸试验和膨胀试验对薄丙烯薄膜和薄膜进行 机械 表征
该工作为生物 MEMS 、柔性植入传感器、长期生理监测提供可直接复现的SCI研究范式,对医疗传感、柔性电子领域科研与临床转化均具高参考价值。
图4 细胞在玻璃和丙基底物上的定性和定量分析
图5 蒚-C膜和压力传感器的完整性测试
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来源:柔电传感学之家
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