美国普渡大学Nature子刊：隐形眼镜全印刷柔性角膜传感器，用于无创无痛眼电诊断

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一、文章概述

视网膜电图检测是眼科的常规临床程序，可用于多种眼科疾病的诊断和治疗。但是，当前的角膜传感器的刚性形式会导致其与柔软、曲面且异常敏感的人角膜不匹配，这通常需要使用局部麻醉和窥镜以治疗疼痛和提高安全性。

基于此，美国普渡大学的研究人员报告了一种基于全印刷的可拉伸角膜传感器的设计，该传感器建立在商用的一次性软隐形眼镜上，该隐形眼镜可以与人眼的角膜表面紧密且无创地接合。角膜传感器通过电化学锚定机制以无缝方式与软性隐形眼镜集成在一起，从而确保其机械和化学可靠性。因此，所得到的装置能够在不需要局部麻醉或窥镜的情况下高保真地记录人眼中的全场视网膜电图信号。该设备在信号质量和舒适性方面均优于临床标准，有望满足眼电诊断领域未满足的临床需求。

二、图文导读

如图1a所示，该设备包括位于SCL外围边缘的圆形蛇形导电路径，使光线可以无阻碍地穿过中心透镜区域。图1b给出了整个设备设计的示意图。角膜传感器被配置成细，窄的蛇形迹线，并位于面向角膜表面的商用一次性SCL的内表面上。导电的生物相容性聚合物（掺杂有甲苯磺酸酯的PEDOT）被电化学印刷在角膜传感器的整个外表面上，以提供薄的封装层并促进锚定到SCL（图1b，顶部插图）。角膜传感器与包含定制配方的弹性体的弹性体连接线整体连接，该弹性体包括银薄片填充的聚苯乙烯-b-聚（乙烯-丁烯）-b-聚苯乙烯（AgSEBS）和气相二氧化硅纳米颗粒填充的PDMS。在这里，连接线穿过SCL进行无缝集成（图1b，底部插图）。图1c显示了基于一次性SCL构建的最终设备的整体尺寸和设计配置。图1d中的横截面显微镜图像显示，电化学生长的PEDOT层与角膜传感器的表面吻合，并且无缝地穿透了SCL。图1e显示了带（红线）和不带（蓝线）PEDOT层的角膜传感器的表面拓扑，其电化学处理时间固定为4分钟。

图1：用于视网膜电图（ERG）记录的全印刷角膜传感器的示意图和照片。

图2：角膜传感器的特性

图3：各种载荷条件下的力学分析。

图4：人眼中的实时ERG记录。

图5：人眼中ISCEV标准的全场ERG记录。

原文链接
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21916-8

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