Evaluación de microelectrodos flexibles de nanotubos de carbono recubiertos con polímero para aplicaciones biomédicas
Autores: Ruhunage, Chethani; Dhawan, Vaishnavi; Nawarathne, Chaminda P.; Hoque, Abdul; Cui, Xinyan Tracy; Alvarez, Noe T.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación de microelectrodos flexibles de nanotubos de carbono recubiertos con polímero para aplicaciones biomédicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Micropilares aislados eléctricamente
Microfibras
Recubrimientos protectores de polímero
Microfibras conductoras flexibles
Fibras de nanotubos de carbono
Polímero aislante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La demanda de micrócables y microfibras eléctricamente aislados en aplicaciones biomédicas está aumentando rápidamente. Los revestimientos protectores de polímero con alta resistividad eléctrica, buena resistencia química y larga vida útil son críticos para garantizar el funcionamiento continuo del dispositivo durante aplicaciones crónicas. Dado que los electrodos suaves y flexibles pueden minimizar la falta de coincidencia mecánica entre los tejidos y la electrónica, se han propuesto diseños basados en microfibras conductoras flexibles, como las fibras de nanotubos de carbono (CNT), y aislamiento de polímeros suaves. En este estudio, se adoptó un enfoque de recubrimiento por inmersión continua para aislar microfibras de CNT de varios metros de longitud con caucho de nitrilo butadieno hidrogenado (HNBR), un polímero aislante suave y elástico. Mediante este método, se recubrieron continuamente fibras de CNT de 4,8 m de longitud con diámetros de 25-66 um con HNBR sin defectos ni interrupciones. Se encontró que las fibras de CNT recubiertas eran uniformes, sin poros y biocompatibles. Además, el revestimiento de HNBR tenía una mejor tolerancia a altas temperaturas que los materiales aislantes convencionales. Los microelectrodos preparados utilizando las fibras de CNT recubiertas con HNBR mostraron propiedades electroquímicas estables, con una impedancia específica de 27,0 +/- 9,4 MOhm um a 1,0 kHz y una capacidad de almacenamiento de carga catódica de 487,6 +/- 49,8 mC cm. Por lo tanto, los electrodos desarrollados presentan características que los hacen adecuados para su uso en dispositivos médicos implantables para aplicaciones crónicas in vivo.
Descripción
La demanda de micrócables y microfibras eléctricamente aislados en aplicaciones biomédicas está aumentando rápidamente. Los revestimientos protectores de polímero con alta resistividad eléctrica, buena resistencia química y larga vida útil son críticos para garantizar el funcionamiento continuo del dispositivo durante aplicaciones crónicas. Dado que los electrodos suaves y flexibles pueden minimizar la falta de coincidencia mecánica entre los tejidos y la electrónica, se han propuesto diseños basados en microfibras conductoras flexibles, como las fibras de nanotubos de carbono (CNT), y aislamiento de polímeros suaves. En este estudio, se adoptó un enfoque de recubrimiento por inmersión continua para aislar microfibras de CNT de varios metros de longitud con caucho de nitrilo butadieno hidrogenado (HNBR), un polímero aislante suave y elástico. Mediante este método, se recubrieron continuamente fibras de CNT de 4,8 m de longitud con diámetros de 25-66 um con HNBR sin defectos ni interrupciones. Se encontró que las fibras de CNT recubiertas eran uniformes, sin poros y biocompatibles. Además, el revestimiento de HNBR tenía una mejor tolerancia a altas temperaturas que los materiales aislantes convencionales. Los microelectrodos preparados utilizando las fibras de CNT recubiertas con HNBR mostraron propiedades electroquímicas estables, con una impedancia específica de 27,0 +/- 9,4 MOhm um a 1,0 kHz y una capacidad de almacenamiento de carga catódica de 487,6 +/- 49,8 mC cm. Por lo tanto, los electrodos desarrollados presentan características que los hacen adecuados para su uso en dispositivos médicos implantables para aplicaciones crónicas in vivo.