Name: Kantitatif, Deri Yara Yönetimi için bir konformal Cilt benzeri elektronik Sistemi İmalat ve Karakterizasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 50 s
Description: Öğrenin, deri benzeri elektronik cihaz üretimini ve karakterizasyonunu; zaman, sıcaklık ve doku termal iletkenliğini gerçek zamanlı izleyerek kantitatif yara yönetimi için.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışma Mühendislik Fakültesi, Virginia Commonwealth Üniversitesi ve elektronik cihazların bazı Wright Virginia Mikroelektronik Merkezi&#39;nde mikroüretim tesislerinde hazırlanan dan başlangıç ​​finansmanı ile desteklenmiştir. Biz yayınlanan makalede 10 edinilen cihaz ve klinik veriler (bu yazıda Şekil 3 ve 5), için katkılarda araştırmacıların kabul. Ismarlama, veri kayıt yazılımı W.-HY teşekkür Yoshiaki Hattori.

Cihaz imalat, cilt laminasyon ve karakterizasyonu için deneyler Şekil 1, 2 de gösterilen ve 4 Virginia Commonwealth Üniversitesi&#39;nde (VCU), Richmond, VA, ABD Bio-arayüzlü Nanoengineering Laboratuvarı&#39;nda gerçekleştirilen iki gönüllü, tüm ilgili. Bu çalışma VCU Kurumsal Değerlendirme Kurulu tarafından onaylandı (protokol numarası: HM20001454) ve VCU İnsan Research araştırma kurallarına izledi. Kurumsal Değerlendirme Kurulu, Northwestern Üniversitesi, Chicago, IL, ABD tarafından onaylanan: (STU69718 numarası) Şekil 3 ve 5&#39;te gösterilen cihaz ve klinik veriler hastalar üzerinde deneyler protokol kapsamında gerçekleştirilmiştir yayınlanan 10 uncu elde edilmiştir. 1. Cihaz İmalatı NOT: Şekil 2 genel imalat süreci için şematik çizimler sunar. <ol><li> Bir taşıyıcı alt tabaka hazırlama<ol><li> Bir elmas bıçak kullanarak elektronik istenilen boyut içine çıplak 3 silikon (Si) gofret kesin. NOT: Yaklaşık yarım Si gofret yara cihaz için ideal bir boyut verir. </li><li> Aseton ve izopropil alkol (IPA) ile Si gofreti Yağ giderme. Iyonu giderilmiş (Di) su ile gofret yıkayın ve azot ile, kuru ve 3 dakika boyunca 110 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde kurutmak. </li><li> 10 ile polidimetilsiloksan (PDMS) karışıma 11 g hazırlayın: 1 hacim baz oranı ve sertleşme maddesi ve bir saat için bir vakum odası içinde karışım gaz çıkışına. NOT: PDMS kuru desen alımı için kullanılan ve ıslak kimyasal (aseton) önceki çalışmada 7&#39;den tabanlı bir yaklaşım tercih edilir mikroimalat, sonra yazdırmaya aktarmak olduğunu. </li><li> Spin kat 5 1 dakika için 3000 rpm&#39;de gofret üzerinde karışık PDMS çözeltisi g ve tam 30 dakika boyunca 150 ° C &#39;de bir sıcak plaka üzerinde tedavi. </li></ol></li><li> Mevduat malzemeleri ve desen elektroniği <ol><li> PDMS-c davranınUltraviyole (UV) ile oated gofret yüzeyi hidrofilik hale getirmek için 3 dakika boyunca UV lambası (8,9 mW / cm2) kullanılarak / ozon. NOT: hidrofil yüzey PDMS ek katmanların düzgün bir kaplama sunuyor. </li><li> Spincoat poliimid (PI; 2 mi) 5 dakika boyunca 150 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerindeki bir 1,2-mikron kalınlığında tabaka ön fırında oluşturulması için 1 dakika için 4000 rpm&#39;de, pipetleme, gofret kaplanmış PDMS, ve post üzerine 2 saat süre ile 250 ° C&#39;de pişirilir. </li><li> Mevduat krom (Cr) 20 nm kalınlığında bir tabaka oluşturur ve daha sonra elektron ışınlı (e-kiriş) buharlaşma ile 3 mikron kalınlığında bir tabaka oluşturmak için bakır (Cu) yatırmak için (baz basıncı: ~ 1 × 10 -7 Torr , biriktirme basıncı: ~ 1 × 10 -6 Torr, biriktirme hızı: 1-5 Å / s). Evaporatörde gömülü birikim kontrolör arayüzü ile film kalınlığını izleyin. NOT: Cu kalın tabaka cihaz ve ince Cr tabakasının mikro dirençleri elektrik iletkenliğinin yeterli düzeyde sağlarPI ve Cu arasındaki yapışmayı arttırmak için kullanılır. </li><li> 10 sn için 900 rpm&#39;de üç aşamada, 60 saniye boyunca 1100 rpm ve 20 saniye boyunca 4000 rpm&#39;lik bir fotorezist (2 mi) Spincoat ve daha sonra 30 dakika boyunca 75 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde onu tedavi. Not: Yukarıda tarif edilen sıralı adımları kalın (&gt; 10 mikron) fotorezist biriktirilmesi için kullanıldı. </li><li> Cu elektronik desenleri (sensörler, fraktal &#39;Peano&#39; tasarım genişliği ve ara bağlantı içinde 35 mikron ile, serpantin açık örgü tasarımı genişliği 50 mm) ile aynı hizaya getirin Si gofret merkezinde UV hizalama kullanarak (güç: 10 mW / sn) poz süresi 25 s ile. Not: fraktal yapılar sadece kıvrımlı özellikleri 14 ile karşılaştırıldığında, üstün mekanik gerilebilirlik elde etmek için kullanılır. </li><li> Bir dakika: (geliştirici ve DI su 2 oranında 1) DI su ile durulayın ve azot ile kuru bir seyreltilmiş baz geliştirici ışığa geliştirin. Bir mikro kullanarak desenleri (Cu fraktalları ve interconnects) kontrol edinkapsam özelliği boyutunu onaylayın ve partikül herhangi bir kusur bulmak. NOT: Herhangi bir istenmeyen kusurları varsa, o zaman aseton / IPA / DI suyla durulayarak ışığa çıkarın. Nitrojen ile kurutulduktan sonra, 1.2.4 den 1.2.6 için adımları tekrarlayın. </li><li> ~ 6 dakika için bir ıslak kimyasal oyma daldırarak silisyum Cu katmanı Etch (10 mi; 1 oranında amonyum persülfat ve su karışımı: 4; 40 ° C 8 nm / sn oranına oyma), durulama DI su ve azot ile kurutun. Herhangi aşırı kazınmış desenleri bir mikroskop kullanılarak desen kontrol edin. NOT: desenler fazla kazınmış, bu cihaz kullanım ve yıkama işlemi sırasında mekanik kırık yol açabilecek özellikleri, istenmeyen keskin kenarlara neden olabilir. Önceki test sonuçları aşırı aşındırma özgün desenleri fazla 20 ~ den% yukarıda belirtilen konuların neden olduğunu gösterdi. </li><li> 300 mTor, güç: 200 W, CF 4 gazı: 5 s basınç, reaktif iyon aşındırma (RIE Cr katmanı Etchccm, O 2 gazı: 10 sccm) 5 dakika. Desen kontrol edin. NOT: Cr tabakasının gravür için, RIE süreci Cu tabaka ile olumsuz tepkiye sebep kimyasal aşındırma ıslak tercih edilir. </li><li> Sırasıyla aseton gofret (10 mi), IPA (10 mi) ve distile su (20 mi) daldırılmasıyla metal katmanların kalmıştır ışığa çıkarın. Ardından, azot ile kurulayın. </li><li> Spincoat PI pipetleme metal tevdi gofret (2 mi), 4000 rpm&#39;de 1 dakika için 5 dakika boyunca 150 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerindeki bir 1,2-mikron kalınlığında tabaka ön fırında oluşturur ve post-Bake için 2 saat boyunca 250 ° C. </li><li> 10 sn için 900 rpm&#39;de üç aşamada, 60 saniye boyunca 1100 rpm ve 20 saniye boyunca 4000 rpm&#39;lik bir fotorezist (2 mi) Spincoat ve daha sonra 30 dakika boyunca 75 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde onu tedavi. </li><li> Cu elektronik saklanması PI desenleri hizalayın (sensörler, genişlik ve ara bağlantı içinde 35 mikron ile fraktal &#39;Peano&#39; tasarımı, 250 ile serpantin açık örgü tasarımıpozlama süresi 25 sn 10 mW / sn): UV hizalama (güç kullanarak önceden tanımlanmış Cu fractalların ve ara bağlantı ile genişliği mikron). </li><li> Bir dakika: (geliştirici ve DI su 2 oranında 1) DI su ile durulayın ve azot ile kuru bir seyreltilmiş geliştirici ile ışığa geliştirin. Özellik boyutunu onaylayın ve partikül herhangi bir kusur bulmak için bir mikroskop kullanılarak desen kontrol edin. NOT: Herhangi bir istenmeyen kusurları varsa, o zaman aseton / IPA / DI suyla durulayarak ışığa çıkarın. Nitrojen ile kurutulduktan sonra, 1.2.10 den 1.2.13 adımları tekrarlayın. </li><li> 25 dakika boyunca RIE (20 sccm: 170 mTor, güç: 150 W, O 2 gaz basıncı) ile PI katmanı etch. Desen kontrol edin. </li><li> Sırasıyla aseton gofret (10 mi), IPA (10 mi) ve distile su (20 mi) daldırılmasıyla kalan ışığa çıkarın. Ardından, azot ile kurulayın. </li></ol></li><li> Elastomerik bir membran hazırlama <ol><li> Silikon karışımı (1 kapsül bir 10 g elde edin:1 hacim baz ve sertleştirici oranı) ve kızılötesi kamerayı kullanarak cilt üzerinde sıcaklık değişiminin kontrol ölçümlerini kolaylaştırmaktır birebir hacim oranı, siyah mürekkep 15 ekleyin. NOT: kullanılan silikon (net kapsül kauçuk) cihaza 16 düşük viskoziteli, optik netlik ve elektriksel izolasyon / koruma benzersiz özelliklerini sağlamaktadır. </li><li> 1 dakika için 150 rpm&#39;de bir petri karışımın Spincoat 8 g / O için N oda sıcaklığında 500 um kalınlığında elastomerik bir membran ve tedavi oluşturulması için. Not: Malzeme eşit kalınlığı için düz bir yüzey üzerine yerleştirilmesi gerekir. </li><li> Keskin bir jilet kullanarak x 30 mm 70 mm istenilen boyut içine zarı kesin ve yavaşça petri ayırmak. </li></ol></li><li> Al ve elektronik transferi <ol><li> Suda çözünebilen bir kaset (25 mm x 80 mm) Kesme ve fabrikasyon elektronik desenleri üzerine laminat nazikçe ve 130 ° C&#39;de ocak üzerine koyun3 dakika karıştırıldı. NOT: Sıcaklık yükselmesi yüzeyinden elektronik desen ayrışma yardım Si gofret PDMS katmanı genişletir. </li><li> Elektronik desenleri almak için PDMS / Si gofret hızla bandı çıkarın. </li><li> Yatırın 20 nm e-ışın buharlaştırma yoluyla alınan desenleri 50 nm kalınlığında silisyum dioksit (SiO2) takip Cr (yapışma için) kalın. </li><li> Yüzey aktif hale getirmek için 2 dk için hedeflenen silikon membran üzerinde UV lambası (365 nm, 8,9 mW / cm2) kullanılarak UV / ozon tedavi edin. </li><li> Istenilen konuma banda alınan kalıpları yerleştirmek ve eşit alt tabakaya aşağı desen üst tarafında baskı ekleyerek silikon membran desenleri aktarın. 5 dakika boyunca bandı eritmek için su uygulayın. Not: Malzeme transferi tarif edilen işlem kovalent bağ (Si-O-Si) ile kolaylaştırılır yerleştirilmiş bir silikon dioksid ve UV aktif silikon alt-tabaka arasında 17 </s&gt; yedekleyin. </li><li> Soyma şeridi, 1 dakika boyunca 90 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde DI su ve kuru ile yıkayınız. </li></ol></li><li> Bir silikon membran kullanılarak cihazı kapsüllemek <ol><li> (: Baz 1 hacim oranı ve sertleştirici 1) silikon karışımı encapsulating bir 10 g hazırlayın. </li><li> Pedleri kaplama silikon önlemek için alt silikon membran ile van der Waals bağ, bir dikdörtgen PDMS parçasının (22 × 6 × 1 mm 3) kablo temas pedleri örtün. </li><li> 4000 rpm&#39;de silikon karışımı 5 g Spincoat 1 dakika transfer elektroniği 5 mikron kalınlığında bir tabaka oluşturmak için ve daha sonra / Ç için oda sıcaklığında N tedavi. </li></ol></li><li> Veri toplama için esnek şerit kablo bağlayın <ol><li> Temiz bir yüzey yapmak için 3 sn konnektör pedleri, pipetle sıvı çelik akı (0.5 ml), uygulayın. </li><li> Yüksek sıcaklıkta basınçla temas noktalarında üzerinde ince, esnek bir şerit kablo Bond (&gt; 60 ° C). Tipik bir saç straightener kolay kullanım ve bağ bulunmaktadır. Not: Mikro film kablosu silikon transfer metal membran herhangi bir mekanik kırık önlemek için, geleneksel sert lehim teli tercih edilir. </li><li> Dijital multimetre kullanarak elektrik bağlantısını kontrol edin. (: ~ 1 cm arayla mesafe) direnç değeri bir ucu sensör pedi ve film kablonun diğer ucu arasında en az 1 Ohm bekleniyor. </li><li> Aşama 1.6.2 açıklanan aynı strateji ile özelleştirilmiş baskılı devre kartına şerit kablosunun diğer ucunu Bond. </li><li> Dijital multimetre kullanarak elektrik bağlantısını kontrol edin. </li><li> PCB üzerinde geleneksel telleri lehim ile veri toplama donanımı ile bağlayın. </li></ol></li></ol> 2. Klinik Test <ol><li> Bir dezenfektan solüsyon kullanarak Aygıtı temizleme <ol><li> (:, Su ve çözelti 1 lik hacim oranında 40) seyreltik bir dezenfektan çözeltisi 205 g hazırlayın. </li><li> Spreycihazda çözeltisi (10 g) ve 10 dakika boyunca bekletin. NOT: seyreltildi dezenfektan temizleyici oda sıcaklığında saklanabilir. </li><li> Üç kez su ile durulayın ve temiz dokuları ile kurulayın. </li></ol></li><li> Cihaz test için ekipman bir dizi kurmak <ol><li> Hazırlayın ve bir akım kaynağı, bir çoklayıcı ve veri kayıt için bir dizüstü bilgisayarda yüklü özel yazılımı ile bir kilit-amplifikatör bağlayın. </li><li> Bir tripod üzerinde bir kızılötesi kamera yerleştirin ve referans olarak termografi için bir hedef nesneye odaklanın. </li><li> Bir kilit-amplifikatör kadar ayarlayın sistem parametreleri ısı iletkenliğini ölçmek için (frekans: 1 &amp; 3 Hz; zaman sabiti: 3 ve 1 saniye; duyarlılık: 1 mV; dinamik rezerv: Yüksek rezerv) ve sıcaklık (frekans: 997 Hz; zamanı sabit: 300 msn; duyarlılık: 2 mV; dinamik rezerv: düşük gürültü) uygulanan sabit akım (2 mA ile). </li><li> Mikroüretim ve transfer baskı tarafından hazırlanan ve yaranın üzerine monte edilmiş, iki yara cihazlarını bağlayın veSağ hastanın verileri kaydetmeden önce çoklayıcı kontralateral siteleri. </li></ol></li><li> Telaffuz sıcaklık ve ısı iletkenliği NOT: veri toplama yazılımı uzaktan kilit-in gerçek zamanlı veri izleme ve kaydetme için amplifikatörü kontrol edebilirsiniz, hangi ölçüye edilir. Sıcaklık ölçümü, her bir veri noktası 20 sn için, her 300 ms&#39;den ölçülür. İlk 10 saniye sonraki 10 saniye için veri grubu, sırasıyla, ortalama sıcaklık değerinin ve standart sapmayı hesaplamak için kullanılır. Kaydedilen veriler daha sonra kızılötesi termografi verilerle karşılaştırma için bir grafik çizmek için kullanılan bir virgülle ayrılmış değer dosyası olarak kaydedilir. Isı iletkenlik ölçümünde, 3Ω sinyalleri doğrudan o analitik ısı iletkenliğini hesaplamak için kullanılan donanım ekran (amplifikatör), okunur. <ol><li> Yavaşça antiseptik alkol kullanarak cilt üzerinde cihaz uygulama siteleri 10 mendil ovalayın. </li><li> 2.3.2) hafifçe yumuşak bağ kolaylaştırmak için parmakları ile cilde cihazı basarak istenilen cilt yerle ilgili iki cihaz Laminat: cerrahi yara sitesinde bir ve bir referans olarak kontralateral yere başka. </li><li> Veri toplama başlatarak cihazın ısı iletkenliği ile de ilişkilendirilebilecektir elektrik gerilimi (3Ω) ölçün. </li><li> Cilde cihazın konformal temas doğrulamak için elde edilen verilerin değerlendirilmesi; Anormal değer (&lt;0.1 W / mK) cihazın kötü temasını gösterir. </li><li> Özel yazılım sayesinde sıcaklık dağılımı ve kayıt verileri belirlemek için elektrik direnci ölçün. </li><li> Cilt üzerinde iki cihazın optik ve kızılötesi görüntülerin alın. </li><li> Yara cihazına (2.3.5) kaydedilen verilerle IR görüntüleri sıcaklık değerlerini karşılaştırın. Özelleştirilmiş e-tablodaki sütunları ayırmak için her iki değerleri ekleyin. </li></ol></li><li> Kaydedilen verileri analiz <ol><li> Kaydedilen verileri dışaotomatik cihazdaki sensörler bir diziden sıcaklık ve ısı iletkenliğini hesaplamak için şablon özelleştirilmiş. </li><li> Bir ay boyunca karşılaştırmak için veri (sıcaklık ve farklı bir zaman ölçeğinde sensör konumuna göre ısı iletkenliği) (dört gün 1, 3, 15 üzerinde veri setleri ve 30) çizilir. </li><li> Sıcaklık ve zamana göre ısı iletkenlik verileri bir dizi karşılaştırarak verileri analiz; Ani yükselti ile değerler veya yara sitelerinde yara iyileşmesi faz ve / veya beklenmeyen anormallik değişikliğini anlatmak bırakın. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Dargaville, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensors+and+imaging+for+wound+healing%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Sensors and imaging for wound healing: A review.</a> Biosens Bioelectron. 41, 30-42 (2013).</li>
<li>Panuncialman, J., Hammerman, S., Carson, P., Falanga, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wound+edge+biopsy+sites+in+chronic+wounds+heal+rapidly+and+do+not+result+in+delayed+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invest+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Wound edge biopsy sites in chronic wounds heal rapidly and do not result in delayed wound healing.</a> J Invest Dermatol. 129, S47-S47 (2009).</li>
<li>Hess, C. T., Kirsner, R. S. Orchestrating Wound Healing: Assessing and Preparing the Wound Bed. Adv Skin Wound Care. 16 (5), 246-257 (2003).</li>
<li>Lange-Asschenfeldt, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applicability+of+confocal+laser+scanning+microscopy+for+evaluation+and+monitoring+of+cutaneous+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Applicability of confocal laser scanning microscopy for evaluation and monitoring of cutaneous wound healing.</a> J Biomed Opt. 17 (7), (2012).</li>
<li>Crane, N. J., Elster, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibrational+spectroscopy%3A+a+tool+being+developed+for+the+noninvasive+monitoring+of+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Vibrational spectroscopy: a tool being developed for the noninvasive monitoring of wound healing.</a> J Biomed Opt. 17 (7), (2012).</li>
<li>Jeong, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Materials+and+Optimized+Designs+for+Human-Machine+Interfaces+Via+Epidermal+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Materials and Optimized Designs for Human-Machine Interfaces Via Epidermal Electronics.</a> Adv Mater. 25 (47), 6839-6846 (2013).</li>
<li>Kim, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidermal+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Epidermal Electronics.</a> Science. 333 (6044), 838-843 (2011).</li>
<li>Webb, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrathin+conformal+devices+for+precise+and+continuous+thermal+characterization+of+human+skin+%28vol+12%2C+pg+938%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Ultrathin conformal devices for precise and continuous thermal characterization of human skin (vol 12, pg 938).</a> Nat Mater. 12, 1078-1078 (2013).</li>
<li>Yeo, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multifunctional+Epidermal+Electronics+Printed+Directly+Onto+the+Skin%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Multifunctional Epidermal Electronics Printed Directly Onto the Skin.</a> Adv Mater. 25 (20), 2773-2778 (2013).</li>
<li>Hattori, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multifunctional+skin-like+electronics+for+quantitative%2C+clinical+monitoring+of+cutaneous+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Healthc+Mater%22%5BJournal%5D)">Multifunctional skin-like electronics for quantitative, clinical monitoring of cutaneous wound healing.</a> Adv Healthc Mater. 3 (10), 1597-1607 (2014).</li>
<li>Guo, S., DiPietro, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+Affecting+Wound+Healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dent+Res%22%5BJournal%5D)">Factors Affecting Wound Healing.</a> J Dent Res. 89 (3), 219-229 (2010).</li>
<li>Matzeu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skin+temperature+monitoring+by+a+wireless+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Ieee+Ind+Elec%22%5BJournal%5D)">Skin temperature monitoring by a wireless sensor.</a> Ieee Ind Elec. , 3533-3535 (2011).</li>
<li>Cahill, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal-Conductivity+Measurement+from+30-K+to+750-K+-+the+3-Omega+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Sci+Instrum%22%5BJournal%5D)">Thermal-Conductivity Measurement from 30-K to 750-K - the 3-Omega Method.</a> Rev Sci Instrum. 61 (2), 802-808 (1990).</li>
<li>Fan, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fractal+Design+Concepts+for+Stretchable+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Commun%22%5BJournal%5D)">Fractal Design Concepts for Stretchable Electronics.</a> Nature Commun. 5 (3266), (2013).</li>
<li>Song, Y. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+cameras+with+designs+inspired+by+the+arthropod+eye%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Digital cameras with designs inspired by the arthropod eye.</a> Nature. 497 (7447), 95-99 (2013).</li>
<li>Jeong, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capacitive+Epidermal+Electronics+for+Electrically+Safe%2C+Long-Term+Electrophysiological+Measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Healthc+Mater%22%5BJournal%5D)">Capacitive Epidermal Electronics for Electrically Safe, Long-Term Electrophysiological Measurements.</a> Adv Healthc Mater. 3 (5), 642-648 (2013).</li>
<li>Zhang, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+and+Theoretical+Studies+of+Serpentine+Microstructures+Bonded+To+Prestrained+Elastomers+for+Stretchable+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Experimental and Theoretical Studies of Serpentine Microstructures Bonded To Prestrained Elastomers for Stretchable Electronics.</a> Adv Funct Mater. 24 (14), 2028-2037 (2014).</li>
<li>Carlson, A., Bowen, A. M., Huang, Y. G., Nuzzo, R. G., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfer+Printing+Techniques+for+Materials+Assembly+and+Micro%2FNanodevice+Fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Transfer Printing Techniques for Materials Assembly and Micro/Nanodevice Fabrication.</a> Adv Mater. 24 (39), 5284-5318 (2012).</li>
<li>Yeo, W. H., Webb, R. C., Lee, W., Jung, S., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bio-integrated+electronics+and+sensor+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Spie%22%5BJournal%5D)">Bio-integrated electronics and sensor systems.</a> Proc Spie. 8725, (2013).</li>
<li>Chung, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Releasable+Single-Crystal+Silicon%E2%80%93Metal+Oxide+Field-Effect+Devices+and+Their+Deterministic+Assembly+on+Foreign+Substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Releasable Single-Crystal Silicon–Metal Oxide Field-Effect Devices and Their Deterministic Assembly on Foreign Substrates.</a> Adv Funct Mater. 21 (16), 3029-3036 (2011).</li>
<li>Kim, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unusual+strategies+for+using+indium+gallium+nitride+grown+on+silicon+%28111%29+for+solid-state+lighting%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Unusual strategies for using indium gallium nitride grown on silicon (111) for solid-state lighting.</a> Proc Natl Acad Sci U.S.A. 108 (25), 10072-10077 (2011).</li>
<li>Padilla-Medina, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+technique+for+acne+treatments+based+on+statistical+parameters+of+skin+thermal+images%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Assessment technique for acne treatments based on statistical parameters of skin thermal images.</a> J Biomed Opt. 19 (4), 046019-046019 (2014).</li>
</ol>

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Bu makale, cilt sıcaklığının kantitatif ölçümünü ve cilt üzerindeki termal iletkenlik haritalamasını sunan, yara dokularının yakınında konformal laminasyonu mümkün kılan konformal, cilt benzeri bir elektronik sistem üretmeye yönelik yöntemleri ve protokolleri vurgulamaktadır. 
Temel özellikler, esnek/gerilebilir, yumuşak elektronik cihazı tasarlamak ve geliştirmek için yeni malzeme transfer baskı tekniklerinin ve sert-yumuşak malzeme entegrasyonunun kullanılmasını içerir. Cihazı tamamen saran ...

Klinik çalışma ve biyomedikal araştırmalarda, yara iyileşmesinin izlenmesi yaralar 1,2 doku morfolojik değişim histolojik değerlendirilmesine dayanmaktadır invaziv yöntem üzerinde odaklanmıştır. Son zamanlarda, elektronik teknolojilerindeki hızlı gelişmeler görsel dijital görüntüleme 3,4 veya konfokal tarama mikroskobu ve spektroskopi 4,5 vasıtasıyla yara iyileşme sürecini incelemek yüksek hassasiyetli görüntüleme ve analiz araçları geliştirilmesini sağlamak. Ancak, bu görüntüleme teknikleri yüksek maliyet, karmaşık bir optik aletler ve işlemleri gerektirir, ve daha da önemlisi, hasta test sırasında hareketsiz hale gerekir. Bu nedenle, daha doğru, yara yönetimini sağlamak üzere, kolay kullanım, non-invazif, niceliksel, ucuz ve çok işlevli yeni cihaz ve sistemler için, bir ihtiyaç vardır. Burada, sıcaklık ve termal Condu hassas, gerçek zamanlı haritalama sağlayan bir deri gibi elektronik sistemi tanıtmakctivity invaziv olmayan cihazın konformal laminasyon yoluyla Yaralı sitelerde ısıtma kesin bir seviyesi sağlar. Bu cihaz epidermis 6-9 teknolojisi, mekanik ve malzeme özelliklerine uyacak şekilde tasarlanmış deri monte epidermal elektronik sistemler (büküm sertliği, toplam kalınlığı, etkili modüllerden ve kütle yoğunluğu) sınıfını sunuyor. Cihaz bir biyouyumlu, cilt dostu, su geçirmez tasarlanmış ve yıkanmış ve hastalar 10 klinik uygulamalar için dezenfekte edilebilir, yeniden kullanılabilir şeklidir. Yara dokuları yakınına monte konformal elektronik cihaz hidrasyon korelasyon sıcaklık 8 ve ısıl iletkenlik 13 kantitatif kayıt yoluyla, yaraya 11,12 kan akımının artması ve enzimatik reaksiyonların neden olduğu inflamasyon fazı (yara iyileşme sürecinin bir), yakalar . Deneysel ve sayısal çalışmalar accommod için en uygun mekanik tasarımı belirleyenDoğal hareketleri yedik ve mekanik kırık olmadan suşları uygulanan ve yüksek sadakat sinyallerin edinme sunan cilt yüzeyinde conformally laminantlar cilt gibi elektronik mekanik germe altında yatan fizik yakalamak. Bu makalede açıklanan protokoller cihaz temizliği, klinik ortamda ekipman kurulumu ve deri yaraların üzerine sıcaklık ve ısı iletkenlik kantitatif izlenmesi için klinik uygulamalar dahil hazırlık test, deri gibi elektronik sistemler için mikrofabrikasyon yöntemlerini sunuyoruz.

<table><tbody><tr><td>3" Silikon gofret</td><td>Üniversite Gofret, ABD</td><td></td><td>Cihazı imal etmek için taşıyıcı olarak kullanın</td></tr><tr><td>Aseton</td><td>Fisher Scientific, ABD</td><td>A18-1</td><td>Bir gofreti temizlemek ve fotorezisti çıkarmak için kullanın</td></tr><tr><td>İzopropanol (IPA)</td><td>Fisher Scientific, ABD</td><td>A459-1</td><td>Bir gofreti temizlemek için kullanın</td></tr><tr><td>AZ4620 fotorezist</td><td>AZ Elektriyonik Malzemeler, ABD</td><td></td><td>Metaller üzerinde desenler yapmak için kullanın ve polimerler</td></tr><tr><td>AZ400K geliştirici</td><td>AZ Elektriyonik Malzemeler, ABD</td><td></td><td>AZ4620 fotorezist geliştirmek için kullanın</td></tr><tr><td>Krom aşındırıcı</td><td>Transen, ABD</td><td>1020AC</td><td>Cihazın Cr katmanını aşındırmak için kullanın</td></tr><tr><td>Bakır aşındırıcı</td><td>Transen, ABD</td><td>ASP-100</td><td>Cihazın Cu katmanını aşındırmak için kullanın</td></tr><tr><td>Sylgard 184 Silikon Elastomer Kiti (PDMS)</td><td>Dow Corning, ABD</td><td>39100000</td><td>'Kuru' geri alma için bir substrat olarak kullanın</td></tr><tr><td>PI2545 poliimid</td><td>HD MicroSystem, ABD</td><td></td><td>Metal tabakayı kapsüllemek için kullanın</td></tr><tr><td>Solaris</td><td>Smooth-On, ABD</td><td></td> Alt <td>tabaka olarak kullanın ve cihazı kapsüllemek için</td></tr><tr><td>Petridish</td><td>Carolina, ABD</td><td>741255</td><td>Alt tabaka yapmak için kalıp olarak kullanın</td></tr><tr><td>Suda Çözünür Dalga Lehim Bandı 5414</td><td>3M, ABD</td><td>AM000000217</td><td>Cihazı PDMS katmanından almak için kullanın</td></tr><tr><td>Yüksek Aktiviteli Sıvı Paslanmaz Çelik Akı</td><td>Worthington, ABD</td><td>331929</td><td>Cu üzerindeki oksidasyon tabakasını çıkarmak için kullanın</td></tr><tr><td>Esnek, mikro film kablo</td><td>Elform, ABD</td><td></td><td>Elektronik cihaz ile veri toplama sistemi arasındaki elektrik bağlantısını yapmak için kullanın</td></tr><tr><td>pH Nötr Temizleyici</td><td>Avustralya Altın, ABD</td><td></td><td>Klinik testlerde cihazı temizlemek için dezenfektan solüsyon olarak kullanın</td></tr><tr><td>Lehim</td><td>Kester, ABD</td><td>24-6337-9703</td><td>Sert telleri lehimlemek için malzeme olarak kullanın</td></tr><tr><td>Ultraviyole lamba</td><td>Cole-Parmer, ABD</td><td>97600-00</td><td>PDMS katmanını hidrofilik yüzey Çoklayıcı olarak etkinleştirmek için kullanın</td></tr><tr><td></td><td>FixYourBoard, ABD</td><td>U802</td><td>Altı algılama bileşeninden ölçüm almak için kullanın&nbsp;</td></tr><tr><td>DC/AC akım kaynağı</td><td>Keithley, ABD</td><td>6221</td> Mevcut SMD Dijital Sıcak Hava Tamir İstasyonunu <td>beslemek için kullanın</td></tr><tr><td></td><td>Aoyue, Çin</td><td>968A +</td> <td>Cihaz ile harici cihazlar arasında elektriksel olarak bağlantı kurmak için sert telleri lehimlemek için kullanın</td></tr><tr><td>Kızılötesi kamera</td><td>FLIR, ABD</td><td>435-0001-01-00</td><td>Deneyde kızılötesi görüntüler almak için kullanın</td></tr><tr><td>Dijital multimetre</td><td>Fluke, ABD</td><td>117</td><td>Elektrik bağlantısını kontrol etmek için kullanın</td></tr><tr><td>Kilitli amplifikatör</td><td>Stanford Araştırma Sistemi, ABD</td><td>SR830</td><td>Dört noktalı prob ölçümü gerçekleştirmek için kullanın</td></tr><tr><td>Elektron ışını evaporatörü</td><td>9 ölçekli Vakum Ürünleri, ABD</td><td></td><td>İnce filmleri (Cu ve SiO2) biriktirmek için kullanın</td></tr></tbody></table>

kantitatif, deri yara yönetimi için bir konformal cilt benzeri elektronik sistemi İmalat ve karakterizasyonu

Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management

Elektronik teknolojilerin ve biyomedikal cihazların gelişimindeki son gelişmeler, derideki kutanöz yara iyileşmesinin non-invaziv, kantitatif değerlendirmesi için fırsatlar sunmaktadır. Bununla birlikte, mevcut yöntemler, normalde yüksek maliyetli, karmaşık sistemler içeren ve operasyon ve veri analizi için iyi eğitimli personel gerektiren çeşitli mikroskobik araçlar ve cihazlar aracılığıyla yapılan görsel incelemelere hala dayanmaktadır. Burada, cilt sıcaklığı ve termal iletkenlik gibi yüksek kaliteli elektrik sinyallerinin kaydedilmesini sağlayan, yara dokularının yakınındaki cilt yüzeyine konformal laminasyon sağlayan uyumlu, cilt benzeri bir elektronik sistem üretmek için yöntemler ve protokoller açıklıyoruz. Cihaz üretim yöntemleri, elektriksel izolasyon sağlamak için tamamen elastomerik silikon malzemelerle kapatılmış mikroelektronik sistemin adım adım hazırlanmasının ayrıntılarını sağlar. Deneysel çalışma, klinik uygulamalar için cihazın çok işlevli, biyouyumlu, su geçirmez, tekrar kullanılabilir ve esnek/gerilebilir özelliklerini sunmaktadır. Klinik test protokolleri, hastalardaki aşırı duyarlı, kutanöz yara ve kontralateral dokulara nazikçe monte edilen cilt benzeri elektroniklerle temizleme, test kurulumu, sistem çalışması ve veri toplama için genel bir bakış ve sıralı bir süreç sağlar.

Şekil 1 hastada kantitatif, deri yara yönetimi için tasarlanmış konformal, deri gibi elektronik sistemin özelliklerine genel bir bakış sunar. Çok fonksiyonlu elektronik cihaz mikro fraktal yapılar 3,14 oluşur ve ipliksi serpantin olağanüstü mekanik gerilebilirliğe ve bükülebilirliğini sunan ince elastomerik membran üzerinde 9,17 izler. Tamamen silikon katmanları tarafından alınmış uyumlu cihaz yalnız van der Waals etkileşimleri aracılığıyla cilt üzerinde yumuşak, geri dönüşümlü lam...

Bu makale, klinik uygulamalarda, özellikle kutanöz yara yönetiminde kullanılmak üzere uyumlu, cilt benzeri bir elektronik sistem ve protokoller üretmek ve karakterize etmek için yöntemler sunmaktadır.

Kantitatif, Deri Yara Yönetimi için bir konformal Cilt benzeri elektronik Sistemi İmalat ve Karakterizasyonu

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of ...

Bu prosedürün genel amacı, kantitatif kutanöz yara yönetimi için cilt benzeri bir elektronik cihaz üretmektir. Bu işlem, öncelikle bir taşıyıcı substrat üzerinde elektronik bir cihaz geliştirilerek gerçekleştirilir. İkinci adım ise, elektronik aksamı gömmek için elastomerik bir membran hazırlamaktır.Ardından, üretilen elektronik bileşenler üretim bileşiğinden çıkarılır ve membran üzerine aktarılır. Son adımlar, elektronik bileşenlerin silikon bir kaplama ile kapatılması ve veri toplama için esnek bir kablonun bağlanmasıdır. Tamamlanan cihaz, yara yönetimi kapsamında zamanı, değişen sıcaklığı ve doku termal iletkenliğini izlemek amacıyla bir hastanın yara dokusunun yakınına lamine edilir.Bu cihazın, mikroskobik görsel incelemelere dayalı mevcut araçlara göre temel avantajı, yara dokusunun yakınındaki sıcaklığın ve termal iletkenliğin çok fonksiyonlu kantitatif izlemesini sağlayabilmesidir. Yumuşak, biyouyumlu ve cilde giyilebilir cihaz, klinik ortamlarda kullanım için gerekli fonksiyonları ve özellikleri sunmakta olup kronik yara yönetimindeki önemli sorunları çözme konusunda büyük bir potansiyele sahiptir. Bu spin kaplama protokolü, herhangi bir boyuttaki silikon gofretler üzerinde

fabrication-characterization-conformal-skin-like-electronic-system

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Dual-mode görüntüleme sistemi, temassız kutanöz oksijenlenme ve vasküler fonksiyon değerlendirilmesi için geliştirilmiştir.

Kutanöz Doku oksijenasyon ve Damar Fonksiyon dual-mode Görüntüleme

Bu protokolün amacı, doğal cilde benzeyen üç boyutlu tam kalınlıkta bir cilt eşdeğeri oluşturmaktır. Özel olarak yapılmış bir otomatik yaralama cihazı ile, sterilitenin korunması altında hassas ve tekrarlanabilir yaralar oluşturulabilir.

Üç-boyutlu Tam Kalınlığı Deri Üretimi Eşdeğer ve Otomatik Yaralama

Burada, mikromakine mikroakışkan bir platform kullanarak üç boyutlu basitleştirilmiş ve farklılaşmamış bir cilt modeli oluşturmak için bir protokol sunuyoruz. Paralel akış yaklaşımı, hepsi şırınna pompaları tarafından kontrol edilen, üstteki epitel hücrelerinin tohumlaması için bir dermal bölmenin yerinde birikmesini sağlar.

Mikromakine Mikroakışkan Platformda Basitleştirilmiş Üç Boyutlu Çip Üzerinde Cilt Modeli Üretimi

Son iki teknoloji - dövme ve tekstil - kutanöz algılamada umut verici sonuçlar göstermiştir. Burada, kutanöz elektrofizyolojik algılama için dövme ve tekstil elektrotlarının üretim ve değerlendirme yöntemlerini sunuyoruz. İletken polimerlerden yapılmış bu elektronik arayüzler, konfor ve hassasiyet açısından mevcut standartlardan daha iyi performans göstermektedir.

Uyumlu Giyilebilir Elektrotlar: İmalattan Elektrofizyolojik Değerlendirmeye.

Yaralar küresel bir sağlık sorununu temsil eder. Bu çalışma, yara ölçümü değişkenliğini en aza indirmek için dijital planimetri kullanan standart bir fotoğraf kabini geliştirdi. Farelerde yaraların 14 gün boyunca izlenmesi, yara alanı ve çevresinde başlangıçta bir artış olduğunu ve ardından kademeli olarak kapandığını ortaya koydu. Bu metodoloji, klinik öncesi modellerde yara kapatma kinetiğinin değerlendirilmesine yardımcı olabilir.

Bir Fare Modelinde Yara Kapanma Kinetiğini Değerlendirmek için Dijital Planimetri

405 nm mavi ışık LED cihazı, kolajen bazlı sentetik cilt modelinde değerlendirildiğinde geniş bir yara patojenlerine karşı antimikrobiyal etkinlik göstermektedir. Bu basitleştirilmiş in vitro yaklaşım, ışık temelli antimikrobiyal tedavilerin erken aşama değerlendirmesi için tekrarlanabilir ve etik açıdan uygulanabilir bir alternatif sunar.

Kolajen Bazlı Sentetik Cilt Modeli Kullanarak Yara Patojenlerini Bastırmak İçin Mavi Tışık LED Cihazının Araştırılması

Fizyolojik veya patolojik koşullar altında iyileşme sürecinin farklı aşamalarında çeşitli terapötik ajanların değerlendirilmesini sağlayan bir fare derisi yara modeli tanımlanır. Ayrıca, doku onarımı sırasında yara kasılma oranını izlemek için manuel planimetri protokolü detaylandırılmıştır.

Bir Fare Cerrahi Deri Yara Modeli: Yara İyileşme Çalışmaları ve Biyomateryal Değerlendirmesi için Bir Yaklaşım

Yivli bir mikroakışkan kanaldan geçen iki bitişik sıvı, bir prepolimer çekirdeğinin etrafında bir kılıf oluşturmaya yönlendirilebilir; böylece hem şekil hem de kesit belirlenir. Tiyol tıklama kimyası gibi fotoinitiated polimerizasyon, çekirdek sıvısını önceden belirlenmiş boyut ve şekle sahip bir mikrofiber haline hızlı bir şekilde katılaştırmak için çok uygundur.

Önceden Tasarlanmış Boyut ve Şekle Sahip Polimerik ve Biyohidred Elyafların Mikroakışkan İmalatı

Birden mikroakışkan kanallarda parçacıkların algılama ve boyutlandırma multipleks için, kod bölmeli çoklu erişim (CDMA) ile rezistif darbe algılama (RPS) birleştiren entegre bir yüzey elektrot ağı ile mikroakışkan platformu göstermektedir.

Parçacıkların Mekansal Takip için Çoklanmış Elektronik Algılama ile mikroakışkan Platformu

Bu yazıda, seçici giyilebilir organik elektronik cihazların doğrudan entegrasyon sağlar tekstil organik malzemeler, mevduat bir protokol mevcut. fabrikasyon cihazlar tamamen mekanik bir görünüme saygı ve algılama yetenekleri sağlayan, tekstil entegre edilebilir.

Tekstil Organik Elektronik Cihazlar Basit ve Ölçeklenebilir Fabrikasyon Yöntemi

Öğrenin, deri benzeri elektronik cihaz üretimini ve karakterizasyonunu; zaman, sıcaklık ve doku termal iletkenliğini gerçek zamanlı izleyerek kantitatif yara yönetimi için.

Kantitatif, Deri Yara Yönetimi için bir konformal Cilt benzeri elektronik Sistemi İmalat ve Karakterizasyonu

Daha fazla video keşfet