简介 无机材料是电子设备的有吸引力的选择,这些电子设备可以配置为在分子水平上完全无害地溶解、吸收或降解,作为临时生物医学植入物或环境传感器。 1 图 1a 显示了 Colpitts 射频 (RF) 振荡器的一系列图像,作为单频 RF 信号的源,该信号包含各种代表性的生物可吸收电子元件,包括电感器、电容器、电阻器、二极管、晶体管、互连器、基板和封装层,所有这些元件在浸入水中时都会在受控的时间段内溶解。 1 在这些系统中使用无机材料的能力,包括出现在传统非瞬态电子产品中的某些类别,为高性能、复杂的操作模式以及使用至少部分与半导体行业成熟的代工厂一致的生产方案创造了许多机会。成功开发无机生物可吸收电子产品的关键在于了解基本原理
人造肌肉是那些在应用外部刺激时像骨骼肌肉一样放松的材料的名称。刺激可能是化学或物理刺激(Tondu,2015)。有几种基于不同工作机制创造人造肌肉的方法。一些最常见的是电化学致动,静电执行器,压电,碳纳米管(CNT),形状记忆合金(SMA),气动肌肉(PMS)和复合材料。人造肌肉引起了许多研究人员的注意,此前发动机和电动机为机械系统供电。人造肌肉已用于生物医学设备和仿生机器人的设计和开发。但是,理想的仿生机器人需要专门设计的执行器,以复制自然肌肉的行为。天然肌肉无可挑剔地能够感测,作用和计算。具有先进和更高性能的生物医学和机器人应用所必需的人造肌肉的复制品。在这一发展中,大多数人造肌肉在一个或另一个方面都面临着局限性,因此主要未能与哺乳动物的肌肉竞争。这导致了进一步的好奇心,并且最近在人工肌肉领域加速了研究。最近,Haines等。引入了更好的替代品,用于具有更好性能的昂贵现有人造肌肉。我们将在后面的一节中解释这些新型肌肉的制造过程。肌肉是通过扭曲和盘绕和一些热处理制成的,因此我们称它们为扭曲和盘绕的聚合物(TCP)肌肉(Haines等,2014a)。这些肌肉具有较大的菌株(B 50%),高功率与重量比可与喷气发动机(5.26 kW)相当,并且可以举起比人肌肉大100倍的负载。
摘要。在本研究中,实现了超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 片材的聚合物接头,并通过在 970 nm 波长下工作的二极管激光器进行焊接。其中一张聚合物片材以不同的浓度掺杂了纳米填料(碳、钛和银纳米颗粒),以提高在激光波长下的吸收系数。激光器以重复率工作,最大脉冲能量为 100 mJ,时间为 1-60 秒,将光传输通过直径为 300 µm 的光纤。激光已通过透明的第一种聚合物传输,并被第二种掺杂聚合物的表面吸收。在两种聚合物箔(每种厚度为 0.5 mm)的界面处,释放的能量在压力的帮助下引起熔化,从而产生快速而耐用的焊接。已经通过机械静态(剪切应力)和动态分析执行并研究了单搭接和双搭接几何形状。评估了不同粒子性质对关节机械特性的影响。介绍并讨论了关节区域的形态学观察。关节因其特殊特性可用于生物医学领域。
明胶甲基丙烯酰基(Gelma)水凝胶由于其合适的生物学特性和可调的物理特性而被广泛用于各种生物医学应用。gelma水凝胶由于存在细胞附着和基质金属蛋白酶反应型肽基序而与天然细胞外基质(ECM)的一些必要特性相似,从而使细胞可以在基于凝胶的基础支架中增殖并扩散。gelma也是通用的。在暴露于光照射时交联,以形成具有可调机械性能的水凝胶。它也可以使用不同的方法进行微观分化,包括微块,光掩膜,生物打印,自组装和微流体技术,以生成具有控制架构的构造。杂交水凝胶系统也可以通过将凝胶与碳纳米管和氧化石墨烯等纳米颗粒混合在一起,以及其他聚合物形成具有所需的合并性能和特征性特性的网络,以实现特定的生物学应用。最近的研究表明,在各种组织工程应用中,基于凝胶的水凝胶的促进效率,包括骨骼,软骨,心脏和血管组织等。除组织工程外,凝胶水凝胶的其他应用还包括基本细胞研究,细胞信号传导,药物和基因递送以及生物传感。©2015 Elsevier Ltd.保留所有权利。
加州大学项目是全国性的典范,它使研究人员能够与当地社区合作,创造改善健康的新方法。2011 年,美国国立卫生研究院与雪松西奈医学中心、查尔斯·德鲁医学与科学大学以及洛杉矶港湾加州大学洛杉矶分校医学中心的洛杉矶生物医学研究所合作,向加州大学洛杉矶分校颁发了一项为期五年的临床和转化科学奖,金额为 8130 万美元,专门用于研究导致洛杉矶县残疾和早逝的最大比例的健康状况,该县的心脏病、糖尿病、中风、艾滋病、抑郁症、暴力和其他可预防疾病的发病率远远超过全国平均水平。
NIST 材料科学与工程实验室主任 Leslie Smith 介绍了 NIST 的健康相关活动。他指出,在 2000 年销售的 3000 种 NIST SRM(标准参考材料)中,约有 10% 与健康有关。作为示例,他描述了 NIST 在胆固醇测量用 SRM 开发中的作用。列举了 NIST 在电磁场测量方法和标准、激光校准、医疗材料合作(与 FDA)、组织工程新材料和乳房 X 线摄影领域(每年 2600 万次手术,耗资 30 亿美元)方面的努力;NIST 为 17 种乳房 X 线摄影机提供了标准。2000 年 11 月 2 日至 3 日在 NIST 举行的有关欧盟体外设备指令的重要研讨会值得注意(Beckman Coulter、Dade Behring、Abbott Laboratories 和 Ortho Clinical 公司参加了该研讨会)。