長(zhǎng)期體內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)是心血管、顱內(nèi)、眼內(nèi)、膀胱等疾病診斷與術(shù)后康復(fù)的核心手段，但傳統(tǒng)植入式傳感器面臨異質(zhì)封裝易滲漏、材料生物相容性不足、柔性差易引發(fā)組織刺激、長(zhǎng)期穩(wěn)定性差等瓶頸，嚴(yán)重制約臨床轉(zhuǎn)化與長(zhǎng)期生理監(jiān)測(cè)應(yīng)用。

近日，德國(guó)布倫瑞克工業(yè)大學(xué)Ann?Kathrin Klein、Andreas Dietzel團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials Technologies》發(fā)表題為“A Pressure Microsensor Made of Parylene‐C for Use as Medical Implant”的研究成果，首次實(shí)現(xiàn)全Parylene?C基底柔性壓力傳感器，為植入式醫(yī)療監(jiān)測(cè)提供全新方案。

圖1 示意圖，展示了將蕈烯-C壓力傳感器植入血管的概念

團(tuán)隊(duì)采用CVD沉積、磁控濺射、光刻剝離、飛秒激光切割、熱鍵合等微納加工技術(shù)，以Parylene?C為唯一結(jié)構(gòu)材料，構(gòu)建薄膜敏感膜與密封腔體，表面修飾金應(yīng)變計(jì)組成惠斯通橋結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)壓力?電阻?電壓精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。

圖2 概述展示設(shè)計(jì)元素并展示基于璔的壓力傳感器晶圓級(jí)制造過程

核心亮點(diǎn)：

全材料生物兼容：Parylene?C通過FDA認(rèn)證，無免疫與炎癥反應(yīng)，體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)優(yōu)異生物相容性。

超高柔性與穩(wěn)定性：楊氏模量3.8GPa，斷裂伸長(zhǎng)率超200%，37℃體內(nèi)環(huán)境無蠕變、低漂移。

高靈敏度低滯后：靈敏度達(dá)6.2μV?mmHg?1，應(yīng)變系數(shù)7.5，滯后<1%，重復(fù)精度±1.5mbar。

長(zhǎng)期密封可靠：額外Parylene?C涂層可實(shí)現(xiàn)PBS中60天完全密封，滿足長(zhǎng)期植入需求。

可微型化與易集成：晶圓級(jí)制備，可進(jìn)一步微型化，適配導(dǎo)管、支架、顱內(nèi)/眼內(nèi)/膀胱監(jiān)測(cè)。

圖3 利用拉伸試驗(yàn)和膨脹試驗(yàn)對(duì)薄丙烯薄膜和薄膜進(jìn)行機(jī)械表征

該工作為生物MEMS、柔性植入傳感器、長(zhǎng)期生理監(jiān)測(cè)提供可直接復(fù)現(xiàn)的SCI研究范式，對(duì)醫(yī)療傳感、柔性電子領(lǐng)域科研與臨床轉(zhuǎn)化均具高參考價(jià)值。

圖4 細(xì)胞在玻璃和丙基底物上的定性和定量分析

圖5 蒚-C膜和壓力傳感器的完整性測(cè)試

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來源：柔電傳感學(xué)之家