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来源：高分子材料科学|
发表时间：2022-12-21
点击：6087
由于具有连续实时监测能力，植入式柔性机械传感器在健康监测和疾病诊断方面展现出巨大潜力。然而，现有设备所需的电线和电源会带来不便和潜在风险。基于磁性的设备在无线和无源传感方面显示出优势，但机械性能不匹配、生物相容性差和灵敏度不足限制了它们在生物力学监测中的应用。近日，科研人员制造了一种基于明胶甲基丙烯酸酯/Fe3O4 磁性水凝胶的无线和无源柔性磁基应变传感器。该传感器具有超软的机械性能、强磁性能和在盐溶液中的长期稳定性，可以监测低至 50 μm 的应变。建立了传感过程模型，以确定最佳检测位置以及相对磁导率与传感器灵敏度之间的关系。此外，还开发了一种体外组织模型，以研究传感器在检测细微生物力学信号和避免干扰生物活性方面的潜力。此外，构建实时、高通量的生物监测平台，实现心肌细胞药物反应和培养状态的被动无线监测。这项工作展示了将磁传感应用于生物力学监测的潜力，并为无线和无源植入式设备的设计提供了思路。
图 1. 基于磁性的应变传感器的示意图。(a) 制造过程示意图。(b) 具有不同 MNP 浓度的磁性水凝胶的照片。(c) 显示体外组织模型工作机制的示意图。
图 3. 磁性传感器的磁场仿真。
图 4. 附着有传感器的心肌细胞的活力和运动。
图 5. 基于磁性应变传感器的无线和被动生物监测平台。
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