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作者: Rick Merritt 在近日于舊金山舉行的國際電子元件大會(IEDM)上，美國伊利諾大學(University of Illinois)材料科學暨工程系教授John A. Rogers發表專題演說指出，研究人員正在開發對人類皮膚與器官組織更友善、更具柔軟性的芯片，為醫療電子開啟新應用，但相關工作仍在初期階段。 以下展示的幾張圖片是目前正在進展中的研發工作，包括可幫助傷口愈合、然后自然分解的芯片；能像小朋友玩的紋身貼紙那樣貼上或是去除的生物顯示器(Bio monitors)；用來包裹腦部的主動箔(Active foils)。 適合新生兒使用的、較不具侵入性的生物監測設備 Rogers展示了一種像是紋身貼紙的生物監測設備，能替代較具侵入性的感測設備，應用在早產嬰兒身上(如下圖)：“我們希望能在未來使用這種設備，且已經開發出許多原型，但仍有一些技術上的挑戰。” 
能愈合傷口的可分解IC 目前的生物芯片開發成果中，最讓人印象深刻的案例之一，是在任務完成之后就能在人體內自動分解的芯片(如下圖)；這種芯片的任務是加熱傷口縫合處周圍的皮膚，以殺死可能導致感染的細菌。細菌感染是讓病者再次進醫院的首要原因之一。
能愈合傷口的可分解IC “這種設備只需要運作一至兩周，就會自動消失；這免除了在芯片之長期生物兼容性(bio-compatibility)方面的挑戰。”Roger指出，這種芯片是五種水溶性材料的結合，而且具備“合理的高性能”；目前還有數字成像器(imager)與其他水溶性芯片正在進行動物實驗。 可分解IC的結構 “你能用那種完全水溶性成像陣列來拍照；”Roger還在演講臺上親自示范將一顆RF振蕩器吞下肚，開玩笑地說：“這是好東西，我得說吃起來像雞肉一樣。”
像紋身貼紙一樣的芯片 如前面所提到的，研究人員現在開發出一種能監測人體脈搏、腦波的芯片原型，就像紋身貼紙一樣，能輕易地貼在皮膚上或去除。這種設備內含完整的監測電路，包括應變計(strain gauges)、光電二極管(photo diodes)、RF天線，以及能啟動該設備的電感線圈(inductive coils)、并非只是簡單的電極。
像紋身貼紙一樣的生物監測設備 老化角質樣被脫落?擠捏都正常運作 Roger展示了一段紋身貼紙芯片視頻，該種設備采用柔軟的塑膠載體，能貼在皮膚上然后用水洗掉；這種設備在皮膚被擠捏的時候還是能正常運作，然后像老化角質那樣被脫落。據了解，有部分新創公司正在為這種芯片尋找新應用，例如做為人體機器界面，用來擷取語音指令或是追蹤手部動作。
無論如何擠捏都能正常運作的紋身貼紙芯片 蛇形生物晶體管
紋身貼紙芯片上的蛇形晶體管 其實紋身貼紙芯片上的圖案是一種設計獨特的、印刷在聚合物薄片(polymer sheets)上的蛇形晶體管(如上圖)；該種設計是讓芯片能承受皮膚揉捏擠壓的主要原因。下圖是Roger在演講臺上用小型USB顯微鏡展示他手臂上的紋身貼紙芯片。
在演講臺上用小型USB顯微鏡展示手臂上的紋身貼紙芯片 包裹腦部的軟性金屬箔 過去二十年來，研究人員是使用微型針頭(micro-needles)來監測人腦并與之互動；這種技術雖然有用，但Roger形容：“那就像是將玻璃碎片散布在一碗果凍里，在植入設備的程序中會破壞組織，并可能會產生機械不協調，以至于在界面產生永久性的刺激。”
能與生物組織結合的電子設備 現在研究人員正試圖將超薄硅晶層與塑膠、金屬箔、類橡膠材料結合，形成與腦部形狀貼合的設備(如上圖)；Roger表示，這種設備有部分會用到像是手風琴音箱那樣的預施應力(pre-strained)材料。下圖展示了該種軟性電子設備已經運用在監測貓腦部組織的實驗中。
已經運用在貓腦部監測實驗的軟性電子設備 |
