電子發(fā)燒友網訊【翻譯/Triquinne】：美國，舊金山——國際電子設備大會上的一位研究人員說，研究人員現(xiàn)在正研究如何使硅芯片植入到人體皮膚和人體組織時更靈活、減少排斥，這將會開拓醫(yī)療電子領域的一片新天地，但工作仍處于早期階段。

　　本文將用圖片的形式展示研究人員在做生物芯片時的舉例，主要包括三個方面：

　　1）集成電路：能幫助傷口愈合，并能在體內溶解；

　　2）生物顯示器：能很方便的植入或取出身體（就像臨時紋身一樣）；

　　3）柔性生物集成電路：能包裹在大腦外部。

　　伊利諾斯大學的材料科學與工程教授John A. Rogers表示，“生物芯片的未來將與摩爾定律下的較為傳統(tǒng)的芯片共同存在。這是一個艱巨的任務，因為生物學的不斷演進會成為醫(yī)療設備的致命武器。”

　　回報是巨大的。Rogers給大家展示類似紋身的生物顯示器的概念。這種生物顯示器將適合給早產新生嬰兒用來取代植入式傳感器（如圖1）。Rogers表示：“我們希望未來能夠用到這種生物顯示器，我們現(xiàn)在有很多件不完整版，其中仍然還有一些技術性的問題亟待解決”。

　　圖1 未來適合給早產新生嬰兒用來取代植入式傳感器的生物顯示器

　　可溶解的集成電路芯片

　　迄今為止最令人印象深刻的成就之一，是可在體內溶解的電子植入設備的設計（如圖2）。該設備的任務是：為傷口加熱并抑制細菌生長，防止感染。

　　
圖2 可在體內溶解的電子植入設備

　　Rogers說，“該設備只需要工作一到兩個星期，然后就會消失，這樣就不會出現(xiàn)體內排斥的問題。”他用圖3給大家解釋此設計，將5中水溶性材料結合在一起做成這種“合理的高性能電路”。在動物實驗中，醫(yī)療成像器和其他水溶性IC都能夠成功溶解并達到相應的功效。

　　為了給大家展示這個新穎的概念，Rogers介紹到，“大家可以這樣理解，可溶解性電子植入設備就像大家可以用完全溶于水的相機來拍照一樣”。他甚至在臺上吞下一個可溶解的RF振蕩器，還不忘打趣道，“真是個好東西，吃起來就象是雞的味道一樣”。

　　
圖3 Rogers給大家展示可溶解性電子植入設備的設計

　　紋身芯片生物顯示器

　　研究人員已經開發(fā)了一種監(jiān)測器能監(jiān)測脈搏、腦電波等。該監(jiān)測器可以很方便的放置在皮膚上或移開皮膚時就像去除孩子身上的臨時紋身一樣。這種監(jiān)測器包括完整的電子設備，如應變計、光電二極管、射頻天線或為設備供電的電感線圈。

　
圖4 能貼在人身上的生物顯示器

　　Rogers用視頻的形式給大家展示了將一個像紋身一樣的以塑料為載體的芯片貼上皮膚并洗掉的整個過程。在貼上皮膚后，無論皮膚受到何種擠壓或拉伸，該器件仍能正常工作。剝掉它就像是去死皮那樣輕而易舉。

　　一些創(chuàng)業(yè)公司現(xiàn)在正探索著這些ICs在體育上的應用。其他的應用還有，如一些人機界面的語音捕獲或追蹤手部的動作等。

　　
圖5 貼上去后無論怎么擠壓，器件依舊正常工作

　　為什么擠壓伸縮后仍能工作？

　　目前紋身的印刷聚合物片（如圖6）上具有蛇形晶體管的獨特設計。這些都是專為在皮膚受到擠壓和拉伸時，器件仍能工作而設計的。

　　
圖6 獨特的蛇形設計

　　Rogers在臺上使用USB顯微鏡為大家展示戴在他手臂上的紋身IC的電路設計（如圖7）。

　　
圖7 顯微鏡下的紋身IC電路

　　包裹大腦的柔性生物集成電路

　　在過去的20年中，研究人員一直在使用微針陣列的監(jiān)控并與大腦互動。雖然有用，但Rogers把這種技術描述成“就像切果凍一樣，在切的過程中會破壞其組織，切過之后難以再完全匹配，并且對其有持久的影響。”

　　如今，研究人員致力于研究出符合大腦形狀的超薄硅膠膜層（如圖8）

　　
圖8 符合大腦形狀的超薄硅膠膜層

　　Rogers把在設計過程中所用到的預應變材料，形象地比喻成“手風琴的風箱”（風箱能承受很大的壓縮和拉伸）。這個靈活的器件已經在貓科動物的大腦中進行過實時監(jiān)測并成功通過測試。（如圖9）

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圖9 該器件已在貓科動物大腦中進行實時監(jiān)測并成功通過測試

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