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生物晶片為醫療電子開拓新商機

上網時間: 2012年12月17日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:IEDM  醫療電子  晶片  人體  軟性 

在近日於舊金山舉行的國際電子元件大會(IEDM)上,美國伊利諾大學(University of Illinois)材料科學暨工程系教授John A. Rogers發表專題演說指出,研究人員正在開發對人類皮膚與器官組織更友善、更具柔軟性的晶片,為醫療電子開啟新應用,但相關工作仍在初期階段。

以下展示的幾張圖片是目前正在進展中的研發工作,包括可幫助傷口癒合、然後自然分解的晶片;能像小朋友玩的紋身貼紙那樣貼上或是去除的生物監測裝置(Bio monitors);用來包裹腦部的主動式金屬箔(Active foils)。

Rogers展示了一種像是刺青貼紙的生物監測裝置,能替代較具侵入性的感測裝置,應用在早產嬰兒身上(如下圖):「我們希望能在未來使用這種裝置,且已經開發出許多原型,但仍有一些技術上的挑戰。」

適合新生兒使用的、較不具侵入性的生物監測裝置
適合新生兒使用的、較不具侵入性的生物監測裝置

能癒合傷口的可分解IC

目前的生物晶片開發成果中,最讓人印象深刻的案例之一,是在任務完成之後就能在人體內自動分解的晶片(如下圖);這種晶片的任務是加熱傷口縫合處週圍的皮膚,以殺死可能導致感染的細菌。細菌感染是讓病患再次進醫院的首要原因之一。

能癒合傷口的可分解IC
能癒合傷口的可分解IC

「這種裝置只需要運作一至兩週,就會自動消失;這免除了在晶片之長期生物兼容性(bio-compatibility)方面的挑戰。」Roger指出,這種晶片是五種水溶性材料的結合,而且具備「合理的高性能」;目前還有數位成像器(imager)與其他水溶性晶片正在進行動物實驗。

可分解IC的結構
可分解IC的結構

「你能用那種完全水溶性成像陣列來拍照;」Roger還在演講台上親自示範將一顆RF震盪器吞下肚,開玩笑地說:「這是好東西,我得說吃起來像雞肉一樣。」

像刺青貼紙一樣的晶片

如前面所提到的,研究人員現在開發出一種能監測人體脈搏、腦波的晶片原型,就像刺青貼紙一樣,能輕易地貼在皮膚上或去除。這種裝置內含完整的監測電路,包括應變計(strain gauges)、光電二極體(photo diodes)、RF天線,以及能啟動該裝置的電感線圈(inductive coils)、並非只是簡單的電極。

像刺青貼紙一樣的生物監測裝置
像刺青貼紙一樣的生物監測裝置

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