电子与人体的结合
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采访美国西北大学材料科学与工程、生物医学工程和神经外科教授约翰·罗杰斯博士、路易斯·辛普森和金伯利·奎雷。
罗杰斯博士是今年IEEE EMBS开拓者奖的获得者,他向我们介绍了他的职业生涯,以及他的实验室在开发生物兼容电子产品(如皮肤实验室)方面所做的工作。
问:你是如何对科学和生物工程产生兴趣的?
答:父母的影响可能是一部分原因(我父亲是物理学博士),但我一直对理解事物是如何工作的,以及如何在这种理解的基础上创造新技术很感兴趣。最吸引我的是将基础科学与先进工程相结合的研究。医疗保健领域的应用程序对我个人来说很有吸引力,因为它们具有更广泛的社会意义(例如,与一款新的消费电子产品或软件相比)。
问:到目前为止,你最有价值的成就是什么?
答:从根本上说,作为一名教授,我是一名教育者。对我来说,最有意义的成就就是看到我的学生离开学校,在自己的事业上取得成功。从这个意义上说,我非常幸运——从这个小组中脱颖而出的每个研究生和博士后都在科学和工程领域找到了有价值的职业;其中60多人本身就是教员,在培训下一代。
问:您能介绍一下您实验室的主要研究方向吗?
答:我们对材料和设计理念感兴趣,使电子和半导体设备与人体紧密结合,其功能为降低成本或改善医疗保健结果开辟了新的可能性。特别是三个器官系统——心脏、大脑和皮肤。
问:开发可穿戴电子产品有哪些困难?
答:主要的困难在于重新制定电子技术,从目前存在的平面、坚硬、刚性形式(智能手机、传统可穿戴设备、笔记本电脑等),转变为柔软、共形、生物兼容的设计,允许与生物系统的软组织和表面无缝、长期集成。我们已经能够开发出一系列的想法、材料和制造方法来解决这一基本挑战。
问:你能告诉我们你最近开发的皮肤实验室吗?
答:在这里,我们增加了微流控捕获、存储和分析微量汗液的能力,作为确定生理健康状态的途径——排汗率、排汗量、汗液pH值和关键生物标志物的浓度:汗液中的氯化物、乳酸盐和葡萄糖。
一种柔软的皮肤安装微流体装置,用于捕获、收集和分析汗液。来源:J. Rogers
问:与目前的汗液收集和分析方法相比,该系统有什么优势?
答:我们的设备简单,成本低,并允许使用变色传感化学进行定量分析。该设备可以在一次性使用模式下使用,但仍然通过与手机的电子无线接口提供准确、定量的信息。
问:你如何看待这项技术在未来的发展?
答:我们正在开发低成本、大批量制造的工程能力。与此同时,我们正在为更多的汗液生物标志物创造新的传感功能。
你可以在这里了解更多关于罗杰斯博士和他的实验室正在进行的工作http://www.mccormick.northwestern.edu/research-faculty/directory/profiles/rogers-john.html
罗杰斯博士接受了科技网络编辑安娜·麦克唐纳的采访。188金宝搏备用
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