تصنيع وتوصيف نظام الكتروني مثل الجلد امتثالي لإدارة الكمي، الجلدي الجرح

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصنيع جهاز إلكتروني يشبه الجلد للإدارة الكمية للجروح الجلدية. يتم تحقيق ذلك عن طريق تطوير جهاز إلكتروني أولا على ركيزة حاملة. الخطوة الثانية هي تحضير غشاء مرن لتضمين الإلكترونيات.

بعد ذلك ، يتم استرداد الإلكترونيات المصنعة من مركب التصنيع الخاص بها ونقلها إلى الغشاء. تتمثل الخطوات النهائية في إحاطة الإلكترونيات بطبقة من السيليكون وتوصيل كابل مرن للحصول على البيانات. يتم تصفيح الجهاز المكتمل بالقرب من أنسجة الجرح للمريض لمراقبة الوقت ودرجات الحرارة المتغيرة والتوصيل الحراري للأنسجة كإدارة الجروح.

الميزة الرئيسية لهذا الجهاز على الأدوات الحالية القائمة على عمليات الفحص البصري المجهرية هي أنه يمكن أن يوفر مراقبة كمية متعددة الوظائف لدرجة الحرارة والتوصيل الحراري بالقرب من أنسجة الجرح. يوفر الجهاز الناعم المتوافق حيويا والقابل للارتداء للبشرة وظائف وخصائص الاستخدام في الإعدادات السريرية ، ولديه إمكانات كبيرة لمعالجة المشكلات المهمة في إدارة الجروح المزمنة. يمكن تنفيذ بروتوكول طلاء الدوران هذا على رقائق السيليكون من أي حجم.

للبدء ، قم بإزالة الشحوم من الرقائق باستخدام كحول الأسيتون والأيزوبروبيل. ثم اشطفها بالماء منزوع الأيونات وجففها تحت النيتروجين. جفف الرقاقة لمدة ثلاث دقائق على طبق ساخن على 110 درجة مئوية.

الآن قم بتدوير خمسة جرامات من PDMS على الرقائق بسرعة 3000 دورة في الدقيقة لمدة دقيقة ، أكمل العملية عن طريق معالجة الرقائق على صفيحة ساخنة مضبوطة على 150 درجة مئوية لمدة نصف ساعة. بعد معالجة الرقائق المطلية بالأشعة فوق البنفسجية لمدة ثلاث دقائق ، قم بتدوير طبقة البولي أميد على الرقائق. ضع ملليلترين باستخدام ماصة وقم بالدوران بسرعة 4,000 دورة في الدقيقة لمدة دقيقة لطبقة 1.2 ميكرون.

ثم اخبزي الرقائق مسبقا على طبق ساخن على حرارة 150 درجة مئوية لمدة خمس دقائق واخبزيها في فرن على حرارة 250 درجة مئوية لمدة ساعتين. بعد ذلك ، باستخدام رواسب تبخر شعاع الإلكترون ، طبقة من الكروم بسمك 20 نانومتر للالتصاق ، تليها طبقة من النحاس بسمك ثلاثة ميكرون للتوصيلية. بعد ذلك ، قم بوضع ملليلترين من مقاومة الضوء على الرقائق في ثلاث خطوات لطبقة أقل من 10 ميكرون.

الآن قم بمعالجة الرقائق على طبق ساخن 75 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. بعد ذلك ، استخدم تقويم الأشعة فوق البنفسجية بسرعة 10 مللي واط في الثانية لتوسيط النمط الإلكتروني النحاسي على الرقاقة. استخدم وقت تعريض ضوئي يبلغ 25 ثانية.

يتم استخدام نمط كسوري لصنع أجهزة استشعار ويتم عمل شبكة مفتوحة للتوصيلات. قم بتطوير مقاومة الصور في حل مطور بنسبة 33٪ لمدة دقيقة واحدة. ثم اشطف الرقائق بالماء منزوع الأيونات وجففها تحت تيار النيتروجين.

قبل المتابعة ، تحقق من الأنماط تحت المجهر بحثا عن العيوب. بعد ذلك ، قم بحفر النحاس على الرقاقة باستخدام حمام لمدة ست دقائق في النقش الكيميائي. بعد النقش ، اشطف وجفف الرقائق.

كما كان من قبل ، تحقق من الأنماط المحفورة تحت المجهر أكبر من 20٪ يؤدي النقش الزائد للنحاس إلى أعطال ميكانيكية. لحفر طبقة الكروم ، استخدم خمس دقائق من النقش الأيوني التفاعلي. بعد التحقق من النقش ، قم بإزالة الصورة المتبقية المقاومة ب 10 ملليلتر من الأسيتون ، متبوعا ب 10 مل من الأيزوبروبانول.

وثالثا ، 20 مل من الماء منزوع الأيونات. اتبع الحمامات عن طريق تجفيف الرقائق تحت تيار النيتروجين. بالنسبة لهذا البروتوكول ، اصنع 10 جرامات من خليط السيليكون المغلف للمادة المستهدفة التي سيتم نقل الإلكترونيات إليها إلى طبق بتري بعرض 10 سم.

تدور الطبقة ، ثمانية جرامات من المزيج عند 150 دورة في الدقيقة لمدة دقيقة. لطلاء السيليكون نصف ملليمتر. دع هذا يشفى طوال الليل في درجة حرارة الغرفة.

بعد ذلك ، قم بإرفاق قطع صغيرة الحجم من الشريط القابل للذوبان في الماء على رقائق النمط لتكون بمثابة سطح رقائقي للأنماط الإلكترونية. بعد ربط الشريط ، سخني الرقائق لمدة ثلاث دقائق عند 130 درجة مئوية. ثم قم بتقشير الشريط بسرعة لفصل واسترداد الإلكترونيات على أنماط الاسترجاع.

استخدم تبخر الشعاع الإلكتروني لإيداع 20 نانومتر من الكروم لمزيد من الالتصاق. ثم قم بإيداع 50 نانومتر من ثاني أكسيد السيليكون على طبقة الكروم. الآن استرجع طبقة السيليكون وقم بمعالجتها بضوء الأشعة فوق البنفسجية 365 نانومتر لمدة دقيقتين عند 8.9 مللي واط لكل سنتيمتر مربع.

هذا ينشط السطح مع تنشيط السيليكون. اضغط على الإلكترونيات المستردة في السيليكون ، ووزعها بالتساوي على المادة المستهدفة. ثم عالج الشريط بالماء لإذابته ، وبعد خمس دقائق ، انزع الشريط.

ثم اشطف السيليكون بالماء منزوع الأيونات وجففه على لوح ساخن 90 درجة مئوية لمدة دقيقة. لإنشاء الجهاز ، ابدأ بتغطية وسادات التلامس بقطعة مستطيلة من PDMS باستخدام قوة الترابط الخاصة ب Vander Wall. الآن على نقل الإلكترونيات سبينكو خمسة جرامات من خليط السيليكون المغلف عند 4 ، 000 دورة في الدقيقة لمدة دقيقة.

هذا يجعل طبقة سميكة خمسة ميكرون ، والتي يتم علاجها طوال الليل في درجة حرارة الغرفة. في اليوم التالي ، قم بتنظيف وسادات المستشعر بنصف مليلتر من تدفق الفولاذ السائل لمدة ثلاث ثوان. ثم قم بربط كابل شريطي مرن بنقاط التلامس بضغط وحرارة تزيد عن 60 درجة مئوية.

تحقق من التوصيلات باستخدام مقياس متعدد. يجب أن تكون المقاومة بين لوحة المستشعر وكابل الفيلم على بعد سنتيمتر واحد أقل من رابطة أوم الطرف الآخر من كابل الشريط إلى لوحة دوائر مخصصة بنفس الطريقة. أخيرا ، قم بتوصيل الجهاز بأجهزة الحصول على البيانات عن طريق لحام الأسلاك التقليدية بثنائي الفينيل متعدد الكلور.

باستخدام البروتوكول الموصوف ، تم تصنيع جهاز الاستشعار الإلكتروني. تم فحص مرونة الجهاز. لم يحدث كسر ميكانيكي تحت إجهاد الشد وكان الجهاز يعمل.

تم قياس المقاومة في ستة مواقع استشعار باستخدام لوح تسخين عالي الدقة. كانت هناك علاقة خطية تظهر أن المستشعرات تمت معايرتها جيدا لاكتشاف التغيرات الطفيفة في درجة الحرارة. علاوة على ذلك ، تم استخدام إشارة أوميغا ثلاثية معدلة لتقييم الموصلية الحرارية مع الجهاز في بيئة سريرية.

تم استخدام الجهاز لمراقبة التئام الجروح بعد الجراحة لمدة تصل إلى شهر. وهكذا تم قياس درجة حرارة عملية التئام الجروح. كان هناك التهاب شديد في موقع الجرح في اليوم الثالث ، وهو ما ينعكس على ارتفاع درجة الحرارة المقاس بواسطة الجهاز.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع جهاز كهربائي تخطيطي مطابق للإدارة الكمية للجروح على المرضى.