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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(lái)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(cè)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(guò)軟光刻技術(shù)制造。工作電極和參比/對(duì)電極,都是通過(guò)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(cè)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(cè)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(duì)電極,使該過(guò)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(píng)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(lái)使系統(tǒng)更耐用,并且,數(shù)據(jù)應(yīng)以無(wú)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(jiǎn)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(lái)源:Carbontech

 

AFM:NiO

AFM:NiO 功能化石墨烯微圖案中的高選擇性氨檢測(cè)可用于牛肉質(zhì)量監(jiān)測(cè)

石墨烯因其高柔韌性、透明度和疏水性而成為下一代氣體傳感器平臺(tái)最有前途的材料之一。然而,石墨烯在氣體傳感中表現(xiàn)出固有的低選擇性。這導(dǎo)致了對(duì)石墨烯上貴金屬裝飾的廣泛開發(fā),以調(diào)節(jié)其表面化學(xué)性質(zhì),從而提高選擇性。雖然 Pt、Pd 和 Au 等貴金屬已被廣泛用于功能化石墨烯表面,但石墨烯的非貴金屬裝飾仍未得到充分探索。
2024-10-18
石墨烯在新能源汽車鋰離子電池負(fù)極材料中的應(yīng)用

石墨烯在新能源汽車鋰離子電池負(fù)極材料中的應(yīng)用

鋰離子電池是新能源汽車的重要組成部分,而負(fù)極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵組成部分,其容量、穩(wěn)定性、成本等性能決定電池的整體性能。該文介紹一種利用機(jī)械液相剝離法規(guī)?;苽渖賹邮┓垠w,并將其與其他高容量負(fù)極材料復(fù)合制備成新型納米材料的方法,探討石墨烯在新能源汽車鋰離子電池負(fù)極材料中的應(yīng)用。
2024-10-12
石墨烯新應(yīng)用,引領(lǐng)全新發(fā)展方向!

石墨烯新應(yīng)用,引領(lǐng)全新發(fā)展方向!

盡管絲蛋白已被用于設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品,但其使用目前受到限制,部分原因是絲纖維是一團(tuán)亂糟糟的意大利面條狀物。
2024-09-29
新方法!低成本、大規(guī)模生產(chǎn)碳納米管!

新方法!低成本、大規(guī)模生產(chǎn)碳納米管!

單壁碳納米管 (SWCNT) 以其卓越的性能而聞名,這使得它們?cè)谠S多先進(jìn)技術(shù)中必不可少。然而,高效、大規(guī)模地生產(chǎn)這些納米管一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。
2024-09-20

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