Geri Dön

Soft and skin-like stretchable silk-based epidermal organic bioelectronics for comprehensive human physiological signal monitoring

Kapsamli insan fizyolojik sinyal izleme için yumuşak ve deri gibi esnek ipek bazli epidermal organik biyoelektronikler

  1. Tez No: 898780
  2. Yazar: SEYED SAJJAD MIRBAKHT
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT KAYA YAPICI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bioengineering, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 88

Özet

Benzersiz ve dönüştürücü bir teknoloji olarak ortaya çıkan deri gibi epidermal biyoelektronik, sürekli ve gerçek zamanlı sağlık takibi için mekanik olarak insan derisine benzeyen, son derece algılanamaz ve giyilebilir, yumuşak dijital sağlık birimleri sunmaktadır. Yeni malzeme sentezi ve üretim tekniklerindeki ilerlemelerden kaynaklanan bu yenilikler, uyumluluk, minyatür ayak izi ve esneklik gibi benzersiz özellikler sunmakta ve bu benzersiz özellikler yalnızca sağlık verilerinin kaydedilmesinin hassasiyetini artırmakla kalmayıp aynı zamanda konforu ve göze batmaması nedeniyle hastaların benimsemesini de teşvik etmektedir. Bununla birlikte, mevcut çözümler hala kendinden yapışkanlık, nefes alabilirlik, biyolojik olarak çözünebilirlik ve şeffaflık gibi arzu edilen özelliklerden yoksundur ve kolay ve ölçeklenebilir bir üretim süreci sunamamaktadır. Bu tez, ipeğin mevcut cihazlarda ayrı ayrı bulunan ancak hiçbir zaman tek bir düzenlemede birleştirilmemiş olan tüm arzu edilen malzeme özelliklerini bir alt tabaka olarak kullanan protein bazlı ipek bazlı deri gibi epidermal biyoelektronikler sunarak mevcut en son teknolojideki eksiklikleri ele almaktadır. Önemli bir ilerleme olarak, bu tezde sunulan hepsi bir arada olan çözüm, mükemmel kendinden yapışkanlık (300 N/m), yüksek nefes alabilirlik (1263 g.h-1.m-2) ve sadece iki gün içinde toprakta hızlı biyolojik çözünürlük göstermektedir. Ayrıca, ~5 kPa'lık bir elastik modüle sahip olan ve esneme kabiliyeti %600'ü aşan ipek bazlı, biyolojik olarak çözünebilir yumuşak elektronikler, epidermisin mekaniğini sorunsuz bir şekilde taklit etmekte ve konformal bir cilt/elektrot arayüzü oluşturmaktadır. Bu nedenle, gümüş nanopartikül mürekkeplerle hassas bir şekilde mürekkep püskürtmeli olarak desenlendirilen ve esnek bir okuma devresiyle birleştirilen ipek epidermal biyoelektronik, Ag/AgCl standart,“ıslak”elektrotlarla eşit üstün performansla 12 saate kadar ulaşan sürelerde kardiyak (EKG), nöral (EEG), kas (EMG) ve oküler (EOG) biyopotansiyeller dahil olmak üzere elektrofizyolojik sinyallerin gerçek zamanlı ve invazif olmayan kaydını yapabilmektedir.

Özet (Çeviri)

Skin-like epidermal bioelectronics, which emerged as a unique and transformative technology, offers highly imperceptible and wearable, soft digital health units mechanically akin to human skin for continuous and real-time health monitoring. These innovations, stemming from advancements in novel material synthesis and fabrication techniques, offer unparalleled features such as conformability, miniature footprint, and elasticity, where such unique features not only enhance the precision of health data recording but also promote patient adoption due to their comfort and unobtrusiveness. However, existing solutions still lack desirable properties, such as self-adhesivity, breathability, biodegradability, and transparency, and fail to offer a streamlined and scalable fabrication process. This thesis addresses the shortcomings in the current state-of-the-art by presenting protein-based silk-based skin-like epidermal bioelectronics, exploiting all the desirable material features of silk as a substrate, which have been individually present in existing devices but never combined into a single embodiment. As a significant advancement, the all-in-one solution presented in this thesis demonstrates excellent self-adhesiveness (300 N/m), high breathability (1263 g.h-1.m-2), and rapid biodegradability in soil within a mere two days. Additionally, possessing an elastic modulus of ~ 5 kPa and surpassing 600% in stretchability, the silk-based, biodegradable soft electronics seamlessly replicate the mechanics of the epidermis and form a conformal skin/electrode interface. Therefore, precisely inkjet-patterned with silver nanoparticle inks and coupled with a flexible readout circuitry, silk epidermal bioelectronics is capable of real-time and non-invasive recording of electrophysiological signals, including cardiac (ECG), neural (EEG), muscular (EMG), and ocular (EOG)biopotentials, in durations reaching up to 12 hours with superior performance in par with Ag/AgCl gold standard,“wet”electrodes.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    12379

    Akkaraman koyunu ve Ankara keçisinin glandula parotisi üzerinde karşılaştırmalı makroanatomik ve subgros çalışmalar

    Başlık çevirisi yok

    NİLGÜN KURU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1991

    Veteriner HekimliğiSelçuk Üniversitesi

    DOÇ.DR. SADETTİN TIPIRDAMAZ

  2. Tez No

    236759

    Klinik örneklerden soyutlanan staphylococcus aureus suşlarında makrolid grubu antibiyotiklere direnç mekanizmalarının araştırılması

    Investigation of macrolide resistance mechanisms among clinical isolates of staphylococcus aureus

    DENİZ GÜNEŞER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    MikrobiyolojiMarmara Üniversitesi

    Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    DR. BURAK AKSU

  3. Tez No

    658291

    İnvaziv malign melanomun klinikopatolojik kriterleri ile genel sağkalım ilişkisi ve 2018 Dünya Sağlık Örgütü melanom sınıflamasına göre yeniden değerlendirilmesi

    The relationship between invasive malignant melanoma and its clinicopathological features and the reassessment of melanoma according to the 2018 World Health Organization

    SELİN KESTEL KAYIK

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    PatolojiGazi Üniversitesi

    Tıbbi Patoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FERİHA PINAR UYAR GÖÇÜN

  4. Tez No

    442280

    Terahertz time-domain spectroscopy and its applicationtowards measurements in biology

    Zaman dayalı terahertz spektroskops ve biyolojk ölçümlere yönelk uygulamaları

    ZEYNEP ÖZER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN ALTAN

  5. Tez No

    75220

    Kazıkların davranışlarının sonlu elemanlar metodu ile belirlenmesi

    Başlık çevirisi yok

    ZEKİ HANAVDELOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. ATİLLA ANSAL

Geri Dön