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醫(yī)學(xué)破局,石墨烯又立大功

醫(yī)學(xué)破局,石墨烯又立大功

  • 分類:新聞資訊
  • 作者:
  • 來源:
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-09-06
  • 訪問量:

【概要描述】

醫(yī)學(xué)破局,石墨烯又立大功

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閉環(huán)胰島素輸注系統(tǒng),可以為管理和治療糖尿病提供理想的選擇。它可以根據(jù)血糖水平計(jì)算胰島素輸注劑量,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化血糖管理,使糖尿病患者獲得接近正常的血糖控制,減輕頻繁毛細(xì)血管血糖檢測和胰島素注射的負(fù)擔(dān)。此類產(chǎn)品的缺點(diǎn),是用戶負(fù)擔(dān)不起,成本太高,而且體積太大。
在此,北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院崔悅團(tuán)隊(duì)首次展示了一種可穿戴、可快速制造、穩(wěn)定性增強(qiáng)的糖尿病管理閉環(huán)設(shè)備。該設(shè)備建立在聚苯乙烯(PS)空心微針之上。聚苯乙烯具有成本效益、生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度高,且易于制造。聚苯乙烯空心微針可以通過軟光刻技術(shù)制造。工作電極和參比/對電極,都是通過在微針表面印刷石墨烯復(fù)合油墨而形成的。微針生物傳感裝置檢測間質(zhì)葡萄糖,當(dāng)它高于正常濃度時(shí),微泵會(huì)自動(dòng)打開,以輸送胰島素。傳感器和微泵都由印刷電路板智能操作,以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)功能。

相關(guān)研究成果以“A wearable, rapidly manufacturable, stability-enhancing microneedle patch for closed-loop diabetes management”為題發(fā)表于《Microsystems & Nanoengineering》。

圖1. 生物傳感器檢測葡萄糖的體外性能

圖2. 糖尿病大鼠的體內(nèi)傳感

團(tuán)隊(duì)展示了一種可穿戴、可快速制造、增強(qiáng)穩(wěn)定性的閉環(huán)貼片,用于糖尿病管理。團(tuán)隊(duì)制備了石墨烯-PB墨水,并將其沉積在微針上,以用作工作電極和參比/對電極,使該過程能夠快速、廉價(jià)且適合大規(guī)模生產(chǎn)。用PDA/PEG/BSA防污層改性的電滲泵,可顯著提高其穩(wěn)定性。與其他現(xiàn)有的商業(yè)或報(bào)道的閉環(huán)系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)具有可穿戴、體積小、重量輕、成本低,且制造速度快等優(yōu)點(diǎn)。盡管這些結(jié)果很有希望,科學(xué)界仍需要改進(jìn)其控制算法,并在進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用之前,評估該系統(tǒng)在人類糖尿病患者中的性能。需要更緊湊的PCB或芯片,來使系統(tǒng)更耐用,并且,數(shù)據(jù)應(yīng)以無線方式傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備。
此外,科學(xué)界可以進(jìn)一步簡化整個(gè)設(shè)備的加工,以提高其制造可行性并降低成本。例如,可以使用3D打印技術(shù)直接打印空心微針陣列;可以使用氣溶膠噴射打印技術(shù),在微針的側(cè)壁上打印石墨烯-普魯士藍(lán)電極和酶固定。生物傳感器和微泵組件的集成,可以直接使用工業(yè)機(jī)器人完成。這項(xiàng)工作有望拓寬新型糖尿病管理設(shè)備的基礎(chǔ)研究,并推進(jìn)其在糖尿病患者中的實(shí)際應(yīng)用。

 

信息來源:Carbontech

 

對石墨烯等量子材料的新研究表明,電子的行為可以像粘性流體一樣

對石墨烯等量子材料的新研究表明,電子的行為可以像粘性流體一樣

在納米技術(shù)領(lǐng)域,一項(xiàng)新研究掀起了波瀾。這項(xiàng)研究發(fā)表在著名的《Nature Nanotechnology》期刊上,探討了石墨烯中流體動(dòng)力學(xué)電子在太赫茲(THz)輻射下的粘性光電導(dǎo)率。這一發(fā)現(xiàn)不僅為基礎(chǔ)科學(xué)研究提供了新視角,還為未來的技術(shù)應(yīng)用鋪平了道路。
2024-11-15

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