Bu çalışma Mühendislik Fakültesi, Virginia Commonwealth Üniversitesi ve elektronik cihazların bazı Wright Virginia Mikroelektronik Merkezi&#39;nde mikroüretim tesislerinde hazırlanan dan başlangıç ​​finansmanı ile desteklenmiştir. Biz yayınlanan makalede 10 edinilen cihaz ve klinik veriler (bu yazıda Şekil 3 ve 5), için katkılarda araştırmacıların kabul. Ismarlama, veri kayıt yazılımı W.-HY teşekkür Yoshiaki Hattori.

Cihaz imalat, cilt laminasyon ve karakterizasyonu için deneyler Şekil 1, 2 de gösterilen ve 4 Virginia Commonwealth Üniversitesi&#39;nde (VCU), Richmond, VA, ABD Bio-arayüzlü Nanoengineering Laboratuvarı&#39;nda gerçekleştirilen iki gönüllü, tüm ilgili. Bu çalışma VCU Kurumsal Değerlendirme Kurulu tarafından onaylandı (protokol numarası: HM20001454) ve VCU İnsan Research araştırma kurallarına izledi. Kurumsal Değerlendirme Kurulu, Northwestern Üniversitesi, Chicago, IL, ABD tarafından onaylanan: (STU69718 numarası) Şekil 3 ve 5&#39;te gösterilen cihaz ve klinik veriler hastalar üzerinde deneyler protokol kapsamında gerçekleştirilmiştir yayınlanan 10 uncu elde edilmiştir. 1. Cihaz İmalatı NOT: Şekil 2 genel imalat süreci için şematik çizimler sunar. <ol><li> Bir taşıyıcı alt tabaka hazırlama<ol><li> Bir elmas bıçak kullanarak elektronik istenilen boyut içine çıplak 3 silikon (Si) gofret kesin. NOT: Yaklaşık yarım Si gofret yara cihaz için ideal bir boyut verir. </li><li> Aseton ve izopropil alkol (IPA) ile Si gofreti Yağ giderme. Iyonu giderilmiş (Di) su ile gofret yıkayın ve azot ile, kuru ve 3 dakika boyunca 110 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde kurutmak. </li><li> 10 ile polidimetilsiloksan (PDMS) karışıma 11 g hazırlayın: 1 hacim baz oranı ve sertleşme maddesi ve bir saat için bir vakum odası içinde karışım gaz çıkışına. NOT: PDMS kuru desen alımı için kullanılan ve ıslak kimyasal (aseton) önceki çalışmada 7&#39;den tabanlı bir yaklaşım tercih edilir mikroimalat, sonra yazdırmaya aktarmak olduğunu. </li><li> Spin kat 5 1 dakika için 3000 rpm&#39;de gofret üzerinde karışık PDMS çözeltisi g ve tam 30 dakika boyunca 150 ° C &#39;de bir sıcak plaka üzerinde tedavi. </li></ol></li><li> Mevduat malzemeleri ve desen elektroniği <ol><li> PDMS-c davranınUltraviyole (UV) ile oated gofret yüzeyi hidrofilik hale getirmek için 3 dakika boyunca UV lambası (8,9 mW / cm2) kullanılarak / ozon. NOT: hidrofil yüzey PDMS ek katmanların düzgün bir kaplama sunuyor. </li><li> Spincoat poliimid (PI; 2 mi) 5 dakika boyunca 150 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerindeki bir 1,2-mikron kalınlığında tabaka ön fırında oluşturulması için 1 dakika için 4000 rpm&#39;de, pipetleme, gofret kaplanmış PDMS, ve post üzerine 2 saat süre ile 250 ° C&#39;de pişirilir. </li><li> Mevduat krom (Cr) 20 nm kalınlığında bir tabaka oluşturur ve daha sonra elektron ışınlı (e-kiriş) buharlaşma ile 3 mikron kalınlığında bir tabaka oluşturmak için bakır (Cu) yatırmak için (baz basıncı: ~ 1 × 10 -7 Torr , biriktirme basıncı: ~ 1 × 10 -6 Torr, biriktirme hızı: 1-5 Å / s). Evaporatörde gömülü birikim kontrolör arayüzü ile film kalınlığını izleyin. NOT: Cu kalın tabaka cihaz ve ince Cr tabakasının mikro dirençleri elektrik iletkenliğinin yeterli düzeyde sağlarPI ve Cu arasındaki yapışmayı arttırmak için kullanılır. </li><li> 10 sn için 900 rpm&#39;de üç aşamada, 60 saniye boyunca 1100 rpm ve 20 saniye boyunca 4000 rpm&#39;lik bir fotorezist (2 mi) Spincoat ve daha sonra 30 dakika boyunca 75 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde onu tedavi. Not: Yukarıda tarif edilen sıralı adımları kalın (&gt; 10 mikron) fotorezist biriktirilmesi için kullanıldı. </li><li> Cu elektronik desenleri (sensörler, fraktal &#39;Peano&#39; tasarım genişliği ve ara bağlantı içinde 35 mikron ile, serpantin açık örgü tasarımı genişliği 50 mm) ile aynı hizaya getirin Si gofret merkezinde UV hizalama kullanarak (güç: 10 mW / sn) poz süresi 25 s ile. Not: fraktal yapılar sadece kıvrımlı özellikleri 14 ile karşılaştırıldığında, üstün mekanik gerilebilirlik elde etmek için kullanılır. </li><li> Bir dakika: (geliştirici ve DI su 2 oranında 1) DI su ile durulayın ve azot ile kuru bir seyreltilmiş baz geliştirici ışığa geliştirin. Bir mikro kullanarak desenleri (Cu fraktalları ve interconnects) kontrol edinkapsam özelliği boyutunu onaylayın ve partikül herhangi bir kusur bulmak. NOT: Herhangi bir istenmeyen kusurları varsa, o zaman aseton / IPA / DI suyla durulayarak ışığa çıkarın. Nitrojen ile kurutulduktan sonra, 1.2.4 den 1.2.6 için adımları tekrarlayın. </li><li> ~ 6 dakika için bir ıslak kimyasal oyma daldırarak silisyum Cu katmanı Etch (10 mi; 1 oranında amonyum persülfat ve su karışımı: 4; 40 ° C 8 nm / sn oranına oyma), durulama DI su ve azot ile kurutun. Herhangi aşırı kazınmış desenleri bir mikroskop kullanılarak desen kontrol edin. NOT: desenler fazla kazınmış, bu cihaz kullanım ve yıkama işlemi sırasında mekanik kırık yol açabilecek özellikleri, istenmeyen keskin kenarlara neden olabilir. Önceki test sonuçları aşırı aşındırma özgün desenleri fazla 20 ~ den% yukarıda belirtilen konuların neden olduğunu gösterdi. </li><li> 300 mTor, güç: 200 W, CF 4 gazı: 5 s basınç, reaktif iyon aşındırma (RIE Cr katmanı Etchccm, O 2 gazı: 10 sccm) 5 dakika. Desen kontrol edin. NOT: Cr tabakasının gravür için, RIE süreci Cu tabaka ile olumsuz tepkiye sebep kimyasal aşındırma ıslak tercih edilir. </li><li> Sırasıyla aseton gofret (10 mi), IPA (10 mi) ve distile su (20 mi) daldırılmasıyla metal katmanların kalmıştır ışığa çıkarın. Ardından, azot ile kurulayın. </li><li> Spincoat PI pipetleme metal tevdi gofret (2 mi), 4000 rpm&#39;de 1 dakika için 5 dakika boyunca 150 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerindeki bir 1,2-mikron kalınlığında tabaka ön fırında oluşturur ve post-Bake için 2 saat boyunca 250 ° C. </li><li> 10 sn için 900 rpm&#39;de üç aşamada, 60 saniye boyunca 1100 rpm ve 20 saniye boyunca 4000 rpm&#39;lik bir fotorezist (2 mi) Spincoat ve daha sonra 30 dakika boyunca 75 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde onu tedavi. </li><li> Cu elektronik saklanması PI desenleri hizalayın (sensörler, genişlik ve ara bağlantı içinde 35 mikron ile fraktal &#39;Peano&#39; tasarımı, 250 ile serpantin açık örgü tasarımıpozlama süresi 25 sn 10 mW / sn): UV hizalama (güç kullanarak önceden tanımlanmış Cu fractalların ve ara bağlantı ile genişliği mikron). </li><li> Bir dakika: (geliştirici ve DI su 2 oranında 1) DI su ile durulayın ve azot ile kuru bir seyreltilmiş geliştirici ile ışığa geliştirin. Özellik boyutunu onaylayın ve partikül herhangi bir kusur bulmak için bir mikroskop kullanılarak desen kontrol edin. NOT: Herhangi bir istenmeyen kusurları varsa, o zaman aseton / IPA / DI suyla durulayarak ışığa çıkarın. Nitrojen ile kurutulduktan sonra, 1.2.10 den 1.2.13 adımları tekrarlayın. </li><li> 25 dakika boyunca RIE (20 sccm: 170 mTor, güç: 150 W, O 2 gaz basıncı) ile PI katmanı etch. Desen kontrol edin. </li><li> Sırasıyla aseton gofret (10 mi), IPA (10 mi) ve distile su (20 mi) daldırılmasıyla kalan ışığa çıkarın. Ardından, azot ile kurulayın. </li></ol></li><li> Elastomerik bir membran hazırlama <ol><li> Silikon karışımı (1 kapsül bir 10 g elde edin:1 hacim baz ve sertleştirici oranı) ve kızılötesi kamerayı kullanarak cilt üzerinde sıcaklık değişiminin kontrol ölçümlerini kolaylaştırmaktır birebir hacim oranı, siyah mürekkep 15 ekleyin. NOT: kullanılan silikon (net kapsül kauçuk) cihaza 16 düşük viskoziteli, optik netlik ve elektriksel izolasyon / koruma benzersiz özelliklerini sağlamaktadır. </li><li> 1 dakika için 150 rpm&#39;de bir petri karışımın Spincoat 8 g / O için N oda sıcaklığında 500 um kalınlığında elastomerik bir membran ve tedavi oluşturulması için. Not: Malzeme eşit kalınlığı için düz bir yüzey üzerine yerleştirilmesi gerekir. </li><li> Keskin bir jilet kullanarak x 30 mm 70 mm istenilen boyut içine zarı kesin ve yavaşça petri ayırmak. </li></ol></li><li> Al ve elektronik transferi <ol><li> Suda çözünebilen bir kaset (25 mm x 80 mm) Kesme ve fabrikasyon elektronik desenleri üzerine laminat nazikçe ve 130 ° C&#39;de ocak üzerine koyun3 dakika karıştırıldı. NOT: Sıcaklık yükselmesi yüzeyinden elektronik desen ayrışma yardım Si gofret PDMS katmanı genişletir. </li><li> Elektronik desenleri almak için PDMS / Si gofret hızla bandı çıkarın. </li><li> Yatırın 20 nm e-ışın buharlaştırma yoluyla alınan desenleri 50 nm kalınlığında silisyum dioksit (SiO2) takip Cr (yapışma için) kalın. </li><li> Yüzey aktif hale getirmek için 2 dk için hedeflenen silikon membran üzerinde UV lambası (365 nm, 8,9 mW / cm2) kullanılarak UV / ozon tedavi edin. </li><li> Istenilen konuma banda alınan kalıpları yerleştirmek ve eşit alt tabakaya aşağı desen üst tarafında baskı ekleyerek silikon membran desenleri aktarın. 5 dakika boyunca bandı eritmek için su uygulayın. Not: Malzeme transferi tarif edilen işlem kovalent bağ (Si-O-Si) ile kolaylaştırılır yerleştirilmiş bir silikon dioksid ve UV aktif silikon alt-tabaka arasında 17 </s&gt; yedekleyin. </li><li> Soyma şeridi, 1 dakika boyunca 90 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde DI su ve kuru ile yıkayınız. </li></ol></li><li> Bir silikon membran kullanılarak cihazı kapsüllemek <ol><li> (: Baz 1 hacim oranı ve sertleştirici 1) silikon karışımı encapsulating bir 10 g hazırlayın. </li><li> Pedleri kaplama silikon önlemek için alt silikon membran ile van der Waals bağ, bir dikdörtgen PDMS parçasının (22 × 6 × 1 mm 3) kablo temas pedleri örtün. </li><li> 4000 rpm&#39;de silikon karışımı 5 g Spincoat 1 dakika transfer elektroniği 5 mikron kalınlığında bir tabaka oluşturmak için ve daha sonra / Ç için oda sıcaklığında N tedavi. </li></ol></li><li> Veri toplama için esnek şerit kablo bağlayın <ol><li> Temiz bir yüzey yapmak için 3 sn konnektör pedleri, pipetle sıvı çelik akı (0.5 ml), uygulayın. </li><li> Yüksek sıcaklıkta basınçla temas noktalarında üzerinde ince, esnek bir şerit kablo Bond (&gt; 60 ° C). Tipik bir saç straightener kolay kullanım ve bağ bulunmaktadır. Not: Mikro film kablosu silikon transfer metal membran herhangi bir mekanik kırık önlemek için, geleneksel sert lehim teli tercih edilir. </li><li> Dijital multimetre kullanarak elektrik bağlantısını kontrol edin. (: ~ 1 cm arayla mesafe) direnç değeri bir ucu sensör pedi ve film kablonun diğer ucu arasında en az 1 Ohm bekleniyor. </li><li> Aşama 1.6.2 açıklanan aynı strateji ile özelleştirilmiş baskılı devre kartına şerit kablosunun diğer ucunu Bond. </li><li> Dijital multimetre kullanarak elektrik bağlantısını kontrol edin. </li><li> PCB üzerinde geleneksel telleri lehim ile veri toplama donanımı ile bağlayın. </li></ol></li></ol> 2. Klinik Test <ol><li> Bir dezenfektan solüsyon kullanarak Aygıtı temizleme <ol><li> (:, Su ve çözelti 1 lik hacim oranında 40) seyreltik bir dezenfektan çözeltisi 205 g hazırlayın. </li><li> Spreycihazda çözeltisi (10 g) ve 10 dakika boyunca bekletin. NOT: seyreltildi dezenfektan temizleyici oda sıcaklığında saklanabilir. </li><li> Üç kez su ile durulayın ve temiz dokuları ile kurulayın. </li></ol></li><li> Cihaz test için ekipman bir dizi kurmak <ol><li> Hazırlayın ve bir akım kaynağı, bir çoklayıcı ve veri kayıt için bir dizüstü bilgisayarda yüklü özel yazılımı ile bir kilit-amplifikatör bağlayın. </li><li> Bir tripod üzerinde bir kızılötesi kamera yerleştirin ve referans olarak termografi için bir hedef nesneye odaklanın. </li><li> Bir kilit-amplifikatör kadar ayarlayın sistem parametreleri ısı iletkenliğini ölçmek için (frekans: 1 &amp; 3 Hz; zaman sabiti: 3 ve 1 saniye; duyarlılık: 1 mV; dinamik rezerv: Yüksek rezerv) ve sıcaklık (frekans: 997 Hz; zamanı sabit: 300 msn; duyarlılık: 2 mV; dinamik rezerv: düşük gürültü) uygulanan sabit akım (2 mA ile). </li><li> Mikroüretim ve transfer baskı tarafından hazırlanan ve yaranın üzerine monte edilmiş, iki yara cihazlarını bağlayın veSağ hastanın verileri kaydetmeden önce çoklayıcı kontralateral siteleri. </li></ol></li><li> Telaffuz sıcaklık ve ısı iletkenliği NOT: veri toplama yazılımı uzaktan kilit-in gerçek zamanlı veri izleme ve kaydetme için amplifikatörü kontrol edebilirsiniz, hangi ölçüye edilir. Sıcaklık ölçümü, her bir veri noktası 20 sn için, her 300 ms&#39;den ölçülür. İlk 10 saniye sonraki 10 saniye için veri grubu, sırasıyla, ortalama sıcaklık değerinin ve standart sapmayı hesaplamak için kullanılır. Kaydedilen veriler daha sonra kızılötesi termografi verilerle karşılaştırma için bir grafik çizmek için kullanılan bir virgülle ayrılmış değer dosyası olarak kaydedilir. Isı iletkenlik ölçümünde, 3Ω sinyalleri doğrudan o analitik ısı iletkenliğini hesaplamak için kullanılan donanım ekran (amplifikatör), okunur. <ol><li> Yavaşça antiseptik alkol kullanarak cilt üzerinde cihaz uygulama siteleri 10 mendil ovalayın. </li><li> 2.3.2) hafifçe yumuşak bağ kolaylaştırmak için parmakları ile cilde cihazı basarak istenilen cilt yerle ilgili iki cihaz Laminat: cerrahi yara sitesinde bir ve bir referans olarak kontralateral yere başka. </li><li> Veri toplama başlatarak cihazın ısı iletkenliği ile de ilişkilendirilebilecektir elektrik gerilimi (3Ω) ölçün. </li><li> Cilde cihazın konformal temas doğrulamak için elde edilen verilerin değerlendirilmesi; Anormal değer (&lt;0.1 W / mK) cihazın kötü temasını gösterir. </li><li> Özel yazılım sayesinde sıcaklık dağılımı ve kayıt verileri belirlemek için elektrik direnci ölçün. </li><li> Cilt üzerinde iki cihazın optik ve kızılötesi görüntülerin alın. </li><li> Yara cihazına (2.3.5) kaydedilen verilerle IR görüntüleri sıcaklık değerlerini karşılaştırın. Özelleştirilmiş e-tablodaki sütunları ayırmak için her iki değerleri ekleyin. </li></ol></li><li> Kaydedilen verileri analiz <ol><li> Kaydedilen verileri dışaotomatik cihazdaki sensörler bir diziden sıcaklık ve ısı iletkenliğini hesaplamak için şablon özelleştirilmiş. </li><li> Bir ay boyunca karşılaştırmak için veri (sıcaklık ve farklı bir zaman ölçeğinde sensör konumuna göre ısı iletkenliği) (dört gün 1, 3, 15 üzerinde veri setleri ve 30) çizilir. </li><li> Sıcaklık ve zamana göre ısı iletkenlik verileri bir dizi karşılaştırarak verileri analiz; Ani yükselti ile değerler veya yara sitelerinde yara iyileşmesi faz ve / veya beklenmeyen anormallik değişikliğini anlatmak bırakın. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Dargaville, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensors+and+imaging+for+wound+healing:+A+review.">Sensors and imaging for wound healing: A review.</a> Biosens Bioelectron. 41, 30-42 (2013).</li><li>Panuncialman, J., Hammerman, S., Carson, P., Falanga, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wound+edge+biopsy+sites+in+chronic+wounds+heal+rapidly+and+do+not+result+in+delayed+wound+healing.">Wound edge biopsy sites in chronic wounds heal rapidly and do not result in delayed wound healing.</a> J Invest Dermatol. 129, S47-S47 (2009).</li><li>Hess, C. T., Kirsner, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Orchestrating Wound Healing: Assessing and Preparing the Wound Bed. Adv Skin Wound Care. 16 (5), 246-257 (2003).</li><li>Lange-Asschenfeldt, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applicability+of+confocal+laser+scanning+microscopy+for+evaluation+and+monitoring+of+cutaneous+wound+healing.">Applicability of confocal laser scanning microscopy for evaluation and monitoring of cutaneous wound healing.</a> J Biomed Opt. 17 (7), (2012).</li><li>Crane, N. J., Elster, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vibrational+spectroscopy:+a+tool+being+developed+for+the+noninvasive+monitoring+of+wound+healing.">Vibrational spectroscopy: a tool being developed for the noninvasive monitoring of wound healing.</a> J Biomed Opt. 17 (7), (2012).</li><li>Jeong, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+and+Optimized+Designs+for+Human-Machine+Interfaces+Via+Epidermal+Electronics.">Materials and Optimized Designs for Human-Machine Interfaces Via Epidermal Electronics.</a> Adv Mater. 25 (47), 6839-6846 (2013).</li><li>Kim, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidermal+Electronics.">Epidermal Electronics.</a> Science. 333 (6044), 838-843 (2011).</li><li>Webb, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrathin+conformal+devices+for+precise+and+continuous+thermal+characterization+of+human+skin+(vol+12,+pg+938).">Ultrathin conformal devices for precise and continuous thermal characterization of human skin (vol 12, pg 938).</a> Nat Mater. 12, 1078-1078 (2013).</li><li>Yeo, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+Epidermal+Electronics+Printed+Directly+Onto+the+Skin.">Multifunctional Epidermal Electronics Printed Directly Onto the Skin.</a> Adv Mater. 25 (20), 2773-2778 (2013).</li><li>Hattori, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+skin-like+electronics+for+quantitative,+clinical+monitoring+of+cutaneous+wound+healing.">Multifunctional skin-like electronics for quantitative, clinical monitoring of cutaneous wound healing.</a> Adv Healthc Mater. 3 (10), 1597-1607 (2014).</li><li>Guo, S., DiPietro, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+Affecting+Wound+Healing.">Factors Affecting Wound Healing.</a> J Dent Res. 89 (3), 219-229 (2010).</li><li>Matzeu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+temperature+monitoring+by+a+wireless+sensor.">Skin temperature monitoring by a wireless sensor.</a> Ieee Ind Elec. , 3533-3535 (2011).</li><li>Cahill, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal-Conductivity+Measurement+from+30-K+to+750-K+-+the+3-Omega+Method.">Thermal-Conductivity Measurement from 30-K to 750-K - the 3-Omega Method.</a> Rev Sci Instrum. 61 (2), 802-808 (1990).</li><li>Fan, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractal+Design+Concepts+for+Stretchable+Electronics.">Fractal Design Concepts for Stretchable Electronics.</a> Nature Commun. 5 (3266), (2013).</li><li>Song, Y. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+cameras+with+designs+inspired+by+the+arthropod+eye.">Digital cameras with designs inspired by the arthropod eye.</a> Nature. 497 (7447), 95-99 (2013).</li><li>Jeong, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capacitive+Epidermal+Electronics+for+Electrically+Safe,+Long-Term+Electrophysiological+Measurements.">Capacitive Epidermal Electronics for Electrically Safe, Long-Term Electrophysiological Measurements.</a> Adv Healthc Mater. 3 (5), 642-648 (2013).</li><li>Zhang, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+Theoretical+Studies+of+Serpentine+Microstructures+Bonded+To+Prestrained+Elastomers+for+Stretchable+Electronics.">Experimental and Theoretical Studies of Serpentine Microstructures Bonded To Prestrained Elastomers for Stretchable Electronics.</a> Adv Funct Mater. 24 (14), 2028-2037 (2014).</li><li>Carlson, A., Bowen, A. M., Huang, Y. G., Nuzzo, R. G., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer+Printing+Techniques+for+Materials+Assembly+and+Micro/Nanodevice+Fabrication.">Transfer Printing Techniques for Materials Assembly and Micro/Nanodevice Fabrication.</a> Adv Mater. 24 (39), 5284-5318 (2012).</li><li>Yeo, W. H., Webb, R. C., Lee, W., Jung, S., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-integrated+electronics+and+sensor+systems.">Bio-integrated electronics and sensor systems.</a> Proc Spie. 8725, (2013).</li><li>Chung, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Releasable+Single-Crystal+Silicon&#8211;Metal+Oxide+Field-Effect+Devices+and+Their+Deterministic+Assembly+on+Foreign+Substrates.">Fabrication of Releasable Single-Crystal Silicon&#8211;Metal Oxide Field-Effect Devices and Their Deterministic Assembly on Foreign Substrates.</a> Adv Funct Mater. 21 (16), 3029-3036 (2011).</li><li>Kim, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unusual+strategies+for+using+indium+gallium+nitride+grown+on+silicon+(111)+for+solid-state+lighting.">Unusual strategies for using indium gallium nitride grown on silicon (111) for solid-state lighting.</a> Proc Natl Acad Sci U.S.A. 108 (25), 10072-10077 (2011).</li><li>Padilla-Medina, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+technique+for+acne+treatments+based+on+statistical+parameters+of+skin+thermal+images.">Assessment technique for acne treatments based on statistical parameters of skin thermal images.</a> J Biomed Opt. 19 (4), 046019-046019 (2014).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

This article highlights the methods and protocols to fabricate a conformal, skin-like electronics system that enables conformal lamination near the wound tissues, which offers quantitative measurement of skin temperature and thermal conductivity mapping on the skin. 
The key features include the utilization of novel techniques of materials transfer printing and hard-soft materials integration to design and develop the flexible/stretchable, soft electronic device. The use of biocompatible, elec...

Klinik çalışma ve biyomedikal araştırmalarda, yara iyileşmesinin izlenmesi yaralar 1,2 doku morfolojik değişim histolojik değerlendirilmesine dayanmaktadır invaziv yöntem üzerinde odaklanmıştır. Son zamanlarda, elektronik teknolojilerindeki hızlı gelişmeler görsel dijital görüntüleme 3,4 veya konfokal tarama mikroskobu ve spektroskopi 4,5 vasıtasıyla yara iyileşme sürecini incelemek yüksek hassasiyetli görüntüleme ve analiz araçları geliştirilmesini sağlamak. Ancak, bu görüntüleme teknikleri yüksek maliyet, karmaşık bir optik aletler ve işlemleri gerektirir, ve daha da önemlisi, hasta test sırasında hareketsiz hale gerekir. Bu nedenle, daha doğru, yara yönetimini sağlamak üzere, kolay kullanım, non-invazif, niceliksel, ucuz ve çok işlevli yeni cihaz ve sistemler için, bir ihtiyaç vardır. Burada, sıcaklık ve termal Condu hassas, gerçek zamanlı haritalama sağlayan bir deri gibi elektronik sistemi tanıtmakctivity invaziv olmayan cihazın konformal laminasyon yoluyla Yaralı sitelerde ısıtma kesin bir seviyesi sağlar. Bu cihaz epidermis 6-9 teknolojisi, mekanik ve malzeme özelliklerine uyacak şekilde tasarlanmış deri monte epidermal elektronik sistemler (büküm sertliği, toplam kalınlığı, etkili modüllerden ve kütle yoğunluğu) sınıfını sunuyor. Cihaz bir biyouyumlu, cilt dostu, su geçirmez tasarlanmış ve yıkanmış ve hastalar 10 klinik uygulamalar için dezenfekte edilebilir, yeniden kullanılabilir şeklidir. Yara dokuları yakınına monte konformal elektronik cihaz hidrasyon korelasyon sıcaklık 8 ve ısıl iletkenlik 13 kantitatif kayıt yoluyla, yaraya 11,12 kan akımının artması ve enzimatik reaksiyonların neden olduğu inflamasyon fazı (yara iyileşme sürecinin bir), yakalar . Deneysel ve sayısal çalışmalar accommod için en uygun mekanik tasarımı belirleyenDoğal hareketleri yedik ve mekanik kırık olmadan suşları uygulanan ve yüksek sadakat sinyallerin edinme sunan cilt yüzeyinde conformally laminantlar cilt gibi elektronik mekanik germe altında yatan fizik yakalamak. Bu makalede açıklanan protokoller cihaz temizliği, klinik ortamda ekipman kurulumu ve deri yaraların üzerine sıcaklık ve ısı iletkenlik kantitatif izlenmesi için klinik uygulamalar dahil hazırlık test, deri gibi elektronik sistemler için mikrofabrikasyon yöntemlerini sunuyoruz.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3&#34; Silicon wafer</td>
			<td>University Wafer, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Use as carrier to fabricate the device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Scientific, USA</td>
			<td>A18-1</td>
			<td>Use to clean a wafer and to remove photoresist</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol (IPA)</td>
			<td>Fisher Scientific, USA</td>
			<td>A459-1</td>
			<td>Use to clean a wafer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AZ4620 photoresist</td>
			<td>AZ Electrionic Materials, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Use to make patterns on metals and polymers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AZ400K developer</td>
			<td>AZ Electrionic Materials, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Use to develop AZ4620 photoresist</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium etchant</td>
			<td>Transene, USA</td>
			<td>1020AC</td>
			<td>Use to etch Cr layer of device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper etchant</td>
			<td>Transene, USA</td>
			<td>ASP-100</td>
			<td>Use to etch Cu layer of device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit (PDMS)</td>
			<td>Dow Corning, USA</td>
			<td>39100000</td>
			<td>Use as a substrate for &#39;dry&#39; retrieval</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PI2545 polyimide</td>
			<td>HD MicroSystem, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Use to encapsulate metal layer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solaris</td>
			<td>Smooth-On, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Use as substrate and to encapsulate device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petridish</td>
			<td>Carolina, USA</td>
			<td>741255</td>
			<td>Use as mold to make substrate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water-Soluble Wave Solder Tape 5414</td>
			<td>3M, USA</td>
			<td>AM000000217</td>
			<td>Use to retrive device from PDMS layer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Activity Liquid Stainless Steel Flux</td>
			<td>Worthington, USA</td>
			<td>331929</td>
			<td>Use to remove oxidation layer on Cu</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flexible, micro-film cable</td>
			<td>Elform, USA</td>
			<td>N/A (customized)</td>
			<td>Use to make the electrical connection between the electronic device and the data acquisition system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH Neutral Cleaner</td>
			<td>Australian Gold, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Use as disinfectant solution to clean device in clinical testing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder</td>
			<td>Kester, USA</td>
			<td>24-6337-9703</td>
			<td>Use as material to solder hard wires</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultraviolet lamp</td>
			<td>Cole-Parmer, USA</td>
			<td>97600-00</td>
			<td>Use to activate PDMS layer as hydrophilic surface</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multiplexer</td>
			<td>FixYourBoard, USA</td>
			<td>U802</td>
			<td>Use to acquire measurements from six sensing components&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC/AC current source</td>
			<td>Keithley, USA</td>
			<td>6221</td>
			<td>Use to supply current</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SMD Digital Hot Air Rework Station</td>
			<td>Aoyue, China</td>
			<td>968A+</td>
			<td>Use to solder hard wires, to electrically connect between the device and external instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared camera</td>
			<td>FLIR, USA</td>
			<td>435-0001-01-00</td>
			<td>Use to take infrared images in experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital multimeter</td>
			<td>Fluke, USA</td>
			<td>117</td>
			<td>Use to check electrical connection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lock-in amplifier</td>
			<td>Stanford Research System, USA</td>
			<td>SR830</td>
			<td>Use to perform four-point-probe-measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electron beam evaporator</td>
			<td>9 scale Vacuum Products, USA</td>
			<td>N/A (customized)</td>
			<td>Use to deposit thin films (Cu and SiO2)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and characterization of a conformal skin-like electronic system for quantitative, cutaneous wound management

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of cutaneous wound healing on the skin. Existing methods, however, still rely on visual inspections through various microscopic tools and devices that normally include high-cost, sophisticated systems and require well trained personnel for operation and data analysis. Here, we describe methods and protocols to fabricate a conformal, skin-like electronics system that enables conformal lamination to the skin surface near the wound tissues, which provides recording of high fidelity electrical signals such as skin temperature and thermal conductivity. The methods of device fabrication provide details of step-by-step preparation of the microelectronic system that is completely enclosed with elastomeric silicone materials to offer electrical isolation. The experimental study presents multifunctional, biocompatible, waterproof, reusable, and flexible/stretchable characteristics of the device for clinical applications. Protocols of clinical testing provide an overview and sequential process of cleaning, testing setup, system operation, and data acquisition with the skin-like electronics, gently mounted on hypersensitive, cutaneous wound and contralateral tissues on patients.

Şekil 1 hastada kantitatif, deri yara yönetimi için tasarlanmış konformal, deri gibi elektronik sistemin özelliklerine genel bir bakış sunar. Çok fonksiyonlu elektronik cihaz mikro fraktal yapılar 3,14 oluşur ve ipliksi serpantin olağanüstü mekanik gerilebilirliğe ve bükülebilirliğini sunan ince elastomerik membran üzerinde 9,17 izler. Tamamen silikon katmanları tarafından alınmış uyumlu cihaz yalnız van der Waals etkileşimleri aracılığıyla cilt üzeri...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management at JoVE.com

Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management

This article presents methods to fabricate and characterize a conformal, skin-like electronic system and protocols for the use in clinical applications, particularly on cutaneous wound management.

Kantitatif, Deri Yara Yönetimi için bir konformal Cilt benzeri elektronik Sistemi İmalat ve Karakterizasyonu

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of ...

fabrication-characterization-conformal-skin-like-electronic-system

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.8K Görüntüleme.  Virginia Commonwealth University. This article presents methods to fabricate and characterize a conformal, skin-like electronic system and protocols for the use in clinical applications, particularly on cutaneous wound management. 