3D Printing of Polyvinylidene Fluoride‐Based Piezoelectric Sensors for Noninvasive Continuous Blood Pressure Monitoring

材料科学 聚偏氟乙烯 压力传感器 压电 制作 喷嘴 钛酸钡 生物医学工程 陶瓷 复合材料 聚合物 机械工程 医学 工程类 病理 替代医学
作者
Ashis Kumar Mandal,Alban Morali,Maksim Skorobogatiy,Sampada Bodkhe
出处
期刊:Advanced Engineering Materials [Wiley]
卷期号:26 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adem.202301292
摘要

The successful fabrication and application of 3D‐printed piezoelectric sensors, made from polyvinylidene fluoride‐barium titanate nanocomposites, for continuous blood pressure (BP) monitoring, is presented. The sensors are fabricated using direct‐ink write 3D printing technique possessing excellent flexibility, rendering them ideal for wearable applications. Key printing parameters, such as nozzle size and pressure, are optimized to achieve a β ‐phase of 70% and an overall crystallinity of 48.3%. The sensors are characterized under dynamic pressures and show excellent linearity with a coefficient of determination ( R 2 ) of 0.99 and a pressure sensitivity of 0.024 V kPa −1 , and demonstrate durability over 3600 cycles. The performance of our piezoelectric sensors is compared with a standard BP monitoring device for a subject, and a strong correlation with a standard deviation of 3.87 and 0.63 mmHg for sytolic BP and diastolic BP, respectively, is found. The development of sensors through 3D printing, as demonstrated in this study, represents a significant scientific advancement in the field of personalized healthcare. This novel approach enables the creation of customized wearable devices tailored for real‐time health monitoring of BP and heart rate.

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