Fabrication of a biodegradable piezoelectric-based wearable sensor for non-invasive monitoring of dynamic human motions and physiological signals
Dinamik insan hareketlerinin ve fizyolojik sinyallerin non-invazivizlenmesi için biyobozunur piezoelektrik tabanlı giyilebilir sensör üretimi Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik bilim ustası
- Tez No: 835255
- Danışmanlar: Assist. Prof. Dr. LEVENT BEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son zamanlardaki esnek sensörler ve piezoelektrik malzemelerdeki ilerlemeler, sürekli takip sistemlerinin, giyilebilir ve implant edilebilir tıbbi cihazlar şeklinde geliştirilmesini sağlamıştır. Bununla birlikte, bunların parçalanamayan özellikleri aynı zamanda önemli miktarda parçalanamayan elektronik atık (e-atık) oluşumuna ve implant çıkarılması için ikincil bir cerrahi işleme ihtiyaç duyulmasına yol açmıştır. Burada, ikincil cerrahi ve e-atık sorununu çözen, aynı zamanda insan fizyolojik sinyallerin ve dokunsal uyarıların sürekli ve kesintisiz izlenmesi için yüksek performanslı bir platform sunan giyilebilir ve implant edilebilir cihazlar için esnek ve biyolojik olarak parçalanabilen bir piezoelektrik malzeme sunmaktayız. Yeni bir PLLA ve glisin biyolojik olarak parçalanabilen bileşimi, yüzey yakını arterlerde nabız sinyallerinin ve kasların hafif hareketlerinin (trakea, özofagus ve eklem hareketleri dahil) invaziv olmayan ölçümü için esnek piezoelektrik cihazlar geliştirmiştir. Ayrıca, 37 oC'de PBS içinde piezoelektrik filmin tamamen parçalanabilirliğini göstermekteyiz. Geliştirilen basınç sensörü, 10 ms yanıt süresiyle 13,2 mV/kPa yüksek hassasiyete sahiptir ve iyi mekanik stabilite sergilemektedir. Bu piezoelektrik malzeme, fizyolojik sinyallerin ölçülmesi için yaygın olarak kullanılan parçalanamayan piezoelektrik malzemelerle karşılaştırılabilir performansa sahiptir. Ayrıca, parçalanabilme özelliği nedeniyle geçici implant edilebilir tıbbi cihazlarda da izleme için kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Recent advancements in flexible sensors and piezoelectric materials have facilitated the progress of continuous monitoring systems in the form of wearable and implantable medical devices, enabling the monitoring of human physiological signals. However, the non-degradable nature of these materials has resulted in the accumulation of significant amounts of electronic waste (e-waste) and necessitated subsequent surgeries for device removal. In this study, we introduce a flexible and biodegradable piezoelectric material fabricated specifically for wearable and implantable devices. This material addresses the issues associated with secondary surgeries and e-waste while providing a high-performance platform for the continuous and seamless monitoring of human physiological signals and tactile stimuli. The innovative combination of bioresorbable poly (L-lactic acid) (PLLA) and glycine has resulted in the development of flexible piezoelectric devices capable of non-invasive measurement of artery pulse signals in near-surface arteries and detecting slight muscle movements, including those of the trachea, esophagus, and joints. Furthermore, we demonstrate the complete degradability of the piezoelectric film in a phosphate buffer saline (PBS) solution at a temperature of 37°C. The pressure sensor derived from this material exhibits a high sensitivity of 13.2 mV/kPa, with a response time of 10 ms, and demonstrates excellent mechanical stability. Additionally, this piezoelectric material showcases comparable performance to commonly used non-degradable counterparts for measuring physiological signals. Due to its degradable nature, it can also be employed in temporary implantable medical devices for monitoring purposes.
Benzer Tezler
- High-throughput production of drug-loaded microparticles using a microfabricated nozzle array
Mikrofabrikasyonlu nozul dizisi kullanilarak ilaç yüklü mikropartiküllerin yüksek kapasiteli üretimi
SÜLEYMAN ÇELİK
Doktora
İngilizce
2025
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULHALİM KILIÇ
- Kenevir yağı (Cannabıs satıva) içeren poli (laktik asit) (PLA) esaslı nanoliflerin elektroeğirme yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of a biodegradable Cannabis sativa oil-based poly(lactic acid) (PLA) wound dressing and investigation of its antibacterial and wound healing properties
HAZAL ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikBahçeşehir ÜniversitesiDoku Mühendisliği ve Rejeneratif Tıp Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİRCAN DİNÇ
- Fabrication and characterization of biodegradable fibrous webs for vascular graft structures
Vasküler greft yapılarına yönelik biyobozunur fibröz yüzey üretimi ve karakterizasyonu
JANSET ÖZTEMUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İPEK YALÇIN ENİŞ
- 3D-printing technique for fabrication of biodegradable PDLLA tympanostomy tube and examination of biofilm formation
Üç boyutlu yazım tekniği ile biyobozunur PDLLA timpanostomi tüpü üretimi ve örnek yüzeyinin biyofilm oluşumu açısından değerlendirilmesi
DİNE GÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK GÜÇLÜ
DOÇ. DR. DUYGU EGE
- Design, fabrication and characterization of biodegradable scaffolds for tissue engineering and regenerative medicine applications
Doku mühendisliği ve rejeneratif tıp uygulamaları için biyoçözünür iskele yapılarının tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
MUHAMMAD ANWAAR NAZEER
Doktora
İngilizce
2018
Mühendislik BilimleriKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER YILGÖR