一次性医用电路

未来的医疗保健主要侧重于通过预防、诊断和非手术治疗疾病或损伤，以及加快后续康复速度，维持或改善个人的身心健康。作为一个以科学为基础的领域，医疗保健依赖于掌握患者身体状况，以取得成功结局。医疗保健行业一旦有能力收集、凝练和综合源自患者的有用且通常实时的数据，就能把握指数级增长的良机，提高数据收集、分析和自动化决策的效率。事实证明，一次性、短期、可穿戴的医疗器械是以数据为驱动、以患者为中心的医疗保健愿景的关键推手。

在医疗和健康导向型器械中嵌入电子设备，有利于提高多种医疗模式的护理质量。传感器把各种生物信号和生物标志物转换成支持数字采样和记录的电信号，助力诊断和监测患者生命体征。此外，疗法可通过电子控制的输送系统施用于人体，如电极或微机电系统 (MEMS) 设备。近年来，无线接入和廉价的嵌入式射频 (RF) 收发器硬件日益普及，促进了“互连健康”概念的普及，其中涵盖的远程护理和远程医疗在大规模层面上是可行的。

制造工艺、材料科学、电池技术、射频通信和传感器方面的新近进展正在引领医疗硬件的新纪元，这些硬件提供了不打折扣的优越性能，同时具有充足的成本效益，可以用于一次性或单人患者器械。 一直以来，采用一次性医疗器械（尤其是嵌入式电子设备）的主要制约因素之一是成本。然而，医学界的共识是，对患者进行近持续监测和药物输注是一个优势显著的手段。这转而鼓励了研究人员拓展技术的极限。

一次性器械或单人患者器械具有多重独特优势。如今，患者可以在医院外享受医院级别的医疗诊断。曾经要到医院才能使用的医疗器械，如今要么在医生办公室里可以用到，要么已经小型化到患者可以随身穿戴的程度（如智能手表中的心电图功能）。因此，患者实际上可以随时随地获享医疗照护。这不仅给了患者一定的自由，而且有助于确保其充分坚守治疗方案。从长远来看，结果也会更好。总体而言，治疗成本往往较低，因为患者像在医院里一样接受了持续的医疗监督，医护人员无需再因为患者不守医嘱而一遍又一遍地处理同样的问题。此外，一次性医疗器械也有助于降低污染风险，减少多患者重复使用的器械涉及的繁重的净化、灭菌和维护成本。

考虑到潜在最终应用的量级，印刷在柔性 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）基板上的银电路为制造商提供了经济环保的解决方案，非常适合此类产品。鉴于银柔性电路的构造是一个增材工艺，它只使用迹线所需的精确数量的银墨。此外，制造工艺最大限度地减少了危险化学品和废物处理，让生产更环保，影响更轻微。

慢性创面（如压疮）是一种伤口无法愈合的医疗状况，使患者容易遭受其他感染和疼痛。作为患者治疗方案的一环，一次性医疗电子产品有望解决这一问题。绷带覆盖创口，防止细菌和其他潜在的传染性病原体进入创口。绷带必须经常检查和更换，而绷带贴近创口恰恰带来了患者监测的可能性。研究人员已经开发出一种技术，利用喷墨技术将传感器打印到普通绷带上，以加快愈合过程。一次性传感器和绷带上行连接至可重复使用的控制模块，该模块包含其他组件，如电源和无线通信电路。

有时，传感器必须插入患者体内才能发挥作用。在尝试植入医疗监控设备的身体部位中，头骨是最需要重视和最敏感的部位之一。鉴于大脑对患者身体和整体生活质量的掌控性，未经慎重考量，治疗者不会做出颅腔内手术的决定。尽管如此，治疗脑外伤患者时，监测颅内温度和压力至关重要。当前的监测技术非常繁琐，会大大降低患者的生活质量。根据 2016 年 1 月《自然》杂志上发表的一篇论文，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员开发出了可生物吸收（即可在体内溶解）的传感器。它可以插入体内，用于监测，最后随着时间的推移自然溶解——因而无需通过二次手术移除传感器，降低了感染或出血的几率。

一次性电路的使用不限于涉及患者本体的应用。过去几年间，随着欧盟《药品防伪指令》(FMD) 和美国《药品供应链安全法案》(DSCSA) 的颁布，药品合规要求日益严格。新规要求制造商有能力在整个物流生命周期内跟踪药品。许多药物对温度变化和光照高度敏感。此外，篡改和贩毒是制药业面临的重大安全和商业风险。嵌入药品包装本身的传感器和近场通信 (NFC) 设备可以纳入管理系统，协助制造商满足监管要求。

在下一代嵌入式电子设备的支撑下，医疗器械以从前不可能的方式走向智能化。一次性电路不仅改变了医疗器械，也改变了医疗保健的提供方式。患者可以接受持续监测，不会给本已人手不足的医疗机构增加负担，远程监测让患者在自己家中康复，许多人认为这能改善康复效果和缩短耗时。此外，这些器械的一次性本质可以通过消除重复使用需求，降低患者之间传播感染的风险。一次性医用电路随时随地可用，连续、对患者友好、经济高效且安全，有望彻底转变诊断疾病、监测患者以及为各类病患提供治疗的方式，使医疗保健提供者得以制定数据驱动的决策，实现最佳的患者护理效果。