受方糖启发的海绵状电极可以改善医疗监测

为了监测心律和肌肉功能，医生经常将电极贴在患者的皮肤上，检测下方的电信号。这些脉冲对于许多疾病的早期诊断和治疗至关重要，但目前可用的电极功能有限或制造成本高昂。

然而，在ACS Nano上报道的研究人员现在已经开发出一种低成本的海绵状版本，该版本使用令人惊讶的模板 - 方糖制成的改进的信号检测。

目前用于电生理监测的金标准电极依赖于通过导电凝胶接触皮肤的银盘。这些电极是检测与健康问题相关的异常电信号的关键工具，例如心脏病发作、脑部疾病或神经肌肉疾病。

然而，这些设备并非没有缺点。它们很僵硬，不能很好地贴合皮肤，特别是当患者进行身体活动时，会降低信号质量。此外，导电凝胶干燥迅速，防止长期监测和罕见事件检测。

为了应对这些挑战，研究人员设计了更贴合皮肤的软电极，以及物理穿透皮肤的微针版本，但制造成本很高，限制了它们的广泛使用。因此，Chuan Wang及其同事希望开发一种低成本的海绵状电极，以提供更一致和有弹性的皮肤接触。

为了制造这种新设备，研究人员从市售方糖开始，将其模制成浸入液体聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的模板。PDMS在固化步骤后成为固体结构。然后，他们用热水溶解糖，并在海绵的微孔上涂上导电薄膜以形成电极。

由于微孔允许海绵状材料与皮肤的接触面积增加，因此与标准电极相比，新器件显示出强大的信号强度并降低了噪声。微孔还帮助该设备携带更多的导电凝胶，与标准版本相比，这可以防止它们快速变干和失去信号。

该凝胶还起到减震器的作用，减少了患者运动对皮肤-电极接触的负面影响，并确保了信号检测。研究人员测试了海绵装置在分娩期间监测子宫收缩的能力，发现它的性能与传统电极一样好，甚至更好。研究人员说，作为一种低成本，灵活的替代品，海绵电极扩大了可穿戴医疗保健应用的可能性，包括用于需要患者移动的医学检查，或在家中或工作中对人们进行长期监测。

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