严丝合缝：嵌入在材猜中的传感器阵列能够完美地过载一颗跳动的心脏上。
生物学中的一个具有诗意的现象是，每个人心脏的巨细和形状都稍有不同。但是迄今为止的植入式心脏设备，包含心脏起搏器和心脏除颤器，基本上都是只要一个尺度。虽然这些设备拯救了许多患者的生命，但抛开其他不说，单一尺度也意味着这些设备能够搜集的信息是有限的。
最近研讨人员展现了一种新的个性化心脏传感器，方针就是改善这种状况。经过三维打印机，研讨人员运用动物心脏的图画来创立模型。然后他们在这些模型上缔造弹性电子设备。弹性资料能够从打印模型上摘下，并且严密地包裹在真实的心脏上。
研讨小组还将前所未有地把许多组件整合到这些设备上，所展现的组件包含弹性传感器阵列、氧合勘探器、应变仪、电极和温度计，这些都被制作得能够完美地包裹在某个特定心脏上。关于患者来说，这意味着愈加完全、愈加适宜的检测和医治。
一种需求改善的设备是植入式除颤器，这种设备附着在异常的心脏上，运用来自一到两个电极的数据，来断定是否应经过电击来康复正常的心脏跳动。圣路易斯华盛顿大学的心脏生理学家、生物工程师伊戈尔·叶菲莫夫（Igor Efimov）说，信息仅来自一到两个点，使得这类体系中的电子设备可能会作出过错的决议，令患者遭受苦楚却不必要的电击。
“下一步是研发具有多个传感器的设备，并且不仅是更多的电子传感器，”叶菲莫夫说。他说的是能够勘探酸性条件的传感器，包含能显示出冠状动脉堵塞的前期痕迹。一起还包含发光二极管和光传感器，能够经过辨认不透明的含氧缺乏的血液区域，来供给关于心肌安排健康的信息。光传感器甚至能有助于检测心脏病发生，由于在心脏病发生时聚积的NADH脱氢酶能天然宣布荧光。
叶菲莫夫与伊利诺伊大学香槟分校的资料科学家约翰·罗杰斯(John Rogers)在更精巧的植入式心脏设备上进行协作。罗杰斯曾制作出大张的薄且可扩展的电子设备，并且展现出它们能够放置在心脏和其他安排上，以监控电活动和其他功用。这一次与叶菲莫夫的协作，建立在罗杰斯公司MC10的著作上，是将不同类型的传感器整合在柔韧且具生物相容性的资料上。
为制作新式植入式心脏设备，研讨人员把多种类型的传感器整组成同一张薄片，并且他们把薄片做得能够更好地包裹在心脏外表。“之前，咱们只会在平整外表上预制这些设备，”美国西北大学的机械工程师黄永刚说。他帮忙规划了这些弹性电子设备。平面资料的问题在于包裹在心脏上以后会起褶皱。
褶皱可能会中止器官和电子设备的触摸。为了消除这些褶皱，叶菲莫夫的团队在三维打印的塑料模型上制作这些设备，模型的规划源于单个心脏的图画。他们在塑料模型上制作实践设备，首要铺上传感器和其他电子设备（以及衔接线路），然后以一张具有弹性的、契合美国食物和药物管理局(FDA)规范的聚合物盖在它们上面。最终，整套设备能够被剥下来，并包裹在心脏上。
研讨人员运用兔子心脏的光学图画来演示这一理念。为了给患者制作设备，他们会运用CT或核磁共振扫描每个人的心脏。这项作业最近被发布在网上的《天然通讯》(Nature Communications)杂志上。
伦敦帝国理工学院的心脏电生理学主任尼古拉斯·彼得斯(Nicholas Peters)说，新设备能够精确地一起检测多项心脏功用，这在曾经是不可能的。他说，医师运用这种薄片设备，不仅能测绘电活动，还能检测机械功用和心脏健康的其他方面。
“人们曾一向寻求以这种级其他精确度，进行共定位心脏电和机械功用检测，”彼得斯说。“在人类心脏病临床使用上，这种办法立刻提高了这种丈量的实际可能性。”
斯坦福大学华裔资料科学家鲍哲南说，“这是三维打印的有用使用，制作了这个为个别患者量身订做的套子状电子设备。”她说，以这种定制制作程序出产的设备估量会比大规模出产的医疗设备更贵重，但关于这种生死攸关的用处，商场估量承当得住其本钱。她还说，在动物试验中，这些大张薄片传感器所搜集数据的数量和质量令人形象深入。
到目前为止，研讨人员在身体外的跳动的兔子心脏上检测了他们的技能。接下来的过程是展现这些设备能够在活体动物身上运作，最终是在人类身上。
