Opfindelsen tilbyder en ny mulighed for overvågning af hjertesundhed

En opfindelse kan gøre et af de mest udbredte materialer til biomedicinske applikationer til bærbare enheder for at hjælpe med at overvåge hjertesundhed.

Et team fra Purdue University udviklede selvdrevne bærbare triboelektriske nanogeneratorer (TENG'er) med polyvinylalkohol (PVA)-baserede kontaktlag til overvågning af kardiovaskulær sundhed. TENG'er hjælper med at spare mekanisk energi og omdanne den til strøm.

Purdue-holdets arbejde er offentliggjort i tidsskriftet Avancerede materialer .

"De PVA-baserede TENG'er viser et stort potentiale for selvdrevne biomedicinske enheder og åbner døre til nye teknologier, der bruger bredt udbredte biokompatible materialer til økonomisk gennemførlig og økologisk venlig produktion af funktionelle enheder inden for energi, elektronik og sensorapplikationer, " sagde Wenzhuo Wu, Ravi og Eleanor Talwar Rising Star, assisterende professor i industriteknik ved Purdues College of Engineering, der ledede udviklingsteamet. "Vi transformerer PVA, en af ​​de mest udbredte polymerer til biomedicinske anvendelser, til bærbar, selvdrevne triboelektriske enheder, som kan detektere den umærkelige grad af huddeformation induceret af menneskelig puls og fange den kardiovaskulære information indkodet i pulssignalerne med høj kvalitet."

Kardiovaskulær sundhed måles typisk ved ekkokardiogram for at måle elektrisk aktivitet i hjertet eller fotoplethysmografi, der måler ændringer i blodvolumen i den perifere mikrovaskulatur.

"Disse teknologier kan ofte være invasive for patienter og er endnu ikke blevet tilpasset til wearables til personlig on-demand overvågning, " sagde Wu. "TENG'er med PVA-blandingskontaktlag producerer hurtig udlæsning med tydelige toppe til blodudstødning, blodrefleksion i underkroppen, og blodafstødning fra den lukkede aortaklap, som kan muliggøre påvisning af almindelige hjerte-kar-sygdomme såsom hjerte-kar-sygdomme, koronararteriesygdom og iskæmisk hjertesygdom."

Wu sagde, at PVA tilbyder en værdifuld mulighed som potentielle bestanddele i fremtidige bærbare selvdrevne enheder. De PVA-baserede triboelektriske enheder kan høste den mekaniske energi fra den menneskelige krop og bruge sådan elektrisk kraft til at understøtte driften af ​​andre biomedicinske enheder.

Wu sagde, at de PVA-baserede triboelektriske enheder kan fungere som selvdrevne sensorer til at detektere og overvåge de mekaniske aktiviteter fra den menneskelige krop i applikationer som sundhedsovervågning, menneske-maskine interface, teleopererede robotter, forbrugerelektronik og virtuelle og udvidede teknologier.