OLED已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電視、智能手機(jī)、汽車(chē)顯示等顯示市場(chǎng)，在照明領(lǐng)域也有一席之地，但其能做的遠(yuǎn)不止于此。鮮為人知的是，OLED在光醫(yī)療領(lǐng)
OLED已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電視、智能手機(jī)、汽車(chē)顯示等顯示市場(chǎng)，在照明領(lǐng)域也有一席之地，但其能做的遠(yuǎn)不止于此。鮮為人知的是，OLED在光醫(yī)療領(lǐng)域也有用武之地。憑借二維彎曲、可穿戴等特點(diǎn)，柔性O(shè)LED光源可用作傷口護(hù)理或皮膚護(hù)理的光貼片，以及健康監(jiān)測(cè)傳感器來(lái)測(cè)量人體信號(hào)，如心跳和血氧水平等。不過(guò)，受制于OLED的PI薄膜基板技術(shù)、柔性薄膜封裝技術(shù)、FPC柔性電路板技術(shù)等還有待成熟，OLED光醫(yī)療這一新應(yīng)用方向此前一直進(jìn)展緩慢。
“治愈創(chuàng)傷”的OLED貼片
提起治愈創(chuàng)傷，大家自然想到各種藥物，但很少有人提及“光線”。
“光線”很早就被應(yīng)用于光生物調(diào)節(jié)(PBM)。例如，用LED在400nm～420nm波長(zhǎng)之間的高能量藍(lán)光治療青春痘;用波長(zhǎng)570nm附近的黃光或波長(zhǎng)630nm附近的紅光照射皮膚，使皮膚年輕化;用波長(zhǎng)為635nm的LED來(lái)治療那些在減肥中受挫的肥胖癥患者;用激光無(wú)創(chuàng)光療(弱激光治療)調(diào)節(jié)多種機(jī)體功能等。
一直以來(lái)，PBM光療法都被認(rèn)為是一種安全的、無(wú)創(chuàng)傷的組織再生方法。但是，傳統(tǒng)的PMB光療設(shè)備使用的LED、激光等被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是屬于比較“尖銳”的光源。這些光源靈活性差、重量大、光照不均勻等缺點(diǎn)影響了PMB光療效果，為了克服這些缺點(diǎn)，OLED逐漸被“挖掘”出來(lái)。
兩年前，由韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的Jeon Yong-min和首爾國(guó)立大學(xué)Bundang醫(yī)院的Choi Hyung-ryung領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種OLED貼片。據(jù)研究小組稱(chēng)，OLED貼片能使纖維細(xì)胞增殖率增加58%，成纖維細(xì)胞遷移率增加46%，在組織再生方面有很好的效果。這種OLED貼片可以舒適地依附在皮膚上，患者接受治療的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生太多不適感。值得一提的是，該OLED貼片只有手掌大小，重量?jī)H0.82g，厚676μm。該貼片可以運(yùn)行300多個(gè)小時(shí)，并且能夠沿著一個(gè)半徑為20㎜的曲線進(jìn)行彎曲。
OLED材料廠商鼎材科技董事長(zhǎng)任雪艷在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)，從源頭分析了將OLED用于光醫(yī)療領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。她說(shuō)：“相比于傳統(tǒng)的光醫(yī)療，OLED憑借柔性、輕薄等特點(diǎn)，可以做成更貼合皮膚的任意形狀，舒適度和體驗(yàn)感會(huì)更佳。同時(shí)由于OLED發(fā)光波長(zhǎng)可以通過(guò)調(diào)整OLED有機(jī)發(fā)光材料結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)近紅外發(fā)光、深藍(lán)光等，滿(mǎn)足光醫(yī)療對(duì)不同波段光的要求。”
近日，國(guó)內(nèi)OLED發(fā)光器件廠商翌光科技開(kāi)發(fā)出一款帶隙更窄、對(duì)材料的效率要求更高的深紅色OLED器件。該器件主波長(zhǎng)為630nm，憑借可彎折、貼合性強(qiáng)、光照均勻等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用于生發(fā)、傷口愈合、皮膚炎癥等。據(jù)翌光科技透露，該公司正在與臨床緊密合作，對(duì)所開(kāi)發(fā)的柔性O(shè)LED光源設(shè)備，在皮膚管理等方面做進(jìn)一步的臨床論證。
翌光科技副總經(jīng)理謝靜在接受記者采訪時(shí)，表示出對(duì)OLED在光醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的期待。她說(shuō)：“我相信憑借OLED的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，其發(fā)展將不止于顯示、照明等領(lǐng)域。未來(lái)，OLED器件將成為光醫(yī)療和光學(xué)美容領(lǐng)域的‘新寵’。”她分析說(shuō)，OLED材料可以通過(guò)改變分子結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化性能，在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)可任意調(diào)節(jié)發(fā)光顏色;不同波段的光可治療不同的疾病或皮膚問(wèn)題，促進(jìn)人體健康;OLED為均勻的面光源，輕薄可撓;即使在長(zhǎng)期點(diǎn)亮的狀態(tài)下，光源表面溫度依舊保持在40℃以下，避免燒傷的風(fēng)險(xiǎn)等。
在醫(yī)療監(jiān)測(cè)領(lǐng)域大展身手
OLED的應(yīng)用并不局限于治療創(chuàng)傷。
事實(shí)上，OLED發(fā)光器件以穿戴設(shè)備的形式，在個(gè)人移動(dòng)醫(yī)療監(jiān)測(cè)領(lǐng)域也可以發(fā)揮重要作用。例如，健康監(jiān)測(cè)傳感器測(cè)量重要的人體信號(hào)，如心跳和血氧水平。
目前，對(duì)心血管循環(huán)的測(cè)量?jī)H限于醫(yī)院內(nèi)的護(hù)理，但它正迅速擴(kuò)展到移動(dòng)或個(gè)人衛(wèi)生保健領(lǐng)域。在心血管監(jiān)測(cè)方法中，光體積描記法(PPG)信號(hào)和血氧飽和度(SpO2)水平是通過(guò)使用發(fā)光器件和光檢測(cè)器，進(jìn)行無(wú)創(chuàng)光測(cè)量的。
由于有機(jī)技術(shù)與可穿戴或人體可附著的形式因子具有良好的兼容性，因此很自然地認(rèn)為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和有機(jī)光電二極管(OPD)可以作為可穿戴式PPG以及SpO2傳感器的光源和檢測(cè)器。目前國(guó)內(nèi)外一些研究小組已經(jīng)證明OLED技術(shù)是一種可行的、有前途的可穿戴健康監(jiān)測(cè)技術(shù)。
韓國(guó)高等科學(xué)技術(shù)研究院電氣工程學(xué)院的Seunghyup Yoo團(tuán)隊(duì)曾在OLED和OPD的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)人體皮膚內(nèi)色敏光傳播的光學(xué)模擬，設(shè)計(jì)了一種單片集成的有機(jī)脈搏血氧儀傳感頭，在平均24mw的電功率下成功工作。他們認(rèn)為，有機(jī)設(shè)備不僅在此類(lèi)應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)，而且在全天可穿戴健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中具有巨大的前景。
推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展
“OLED光醫(yī)療尚停留在初級(jí)階段。”任雪艷表示。目前，順應(yīng)大健康、智能醫(yī)療的發(fā)展趨勢(shì)，光醫(yī)療產(chǎn)品正在以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療、健康監(jiān)測(cè)功能為目標(biāo)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、信號(hào)采集傳輸、APP軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用平臺(tái)、智能醫(yī)療數(shù)據(jù)平臺(tái)接入、關(guān)鍵OLED材料的開(kāi)發(fā)和OLED器件制備，以及產(chǎn)品功能集成等方面，還需要結(jié)合各方面的資源。其中，首先要做到的是原型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步集成信息采集、信號(hào)傳輸、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析和反饋的設(shè)計(jì)等。這需要醫(yī)院、OLED光源器件設(shè)計(jì)制造、OLED材料設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)三方共同合作來(lái)實(shí)現(xiàn)。
OLED光醫(yī)療產(chǎn)業(yè)若要實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展和市場(chǎng)滲透，高偉建議從以下幾個(gè)方面努力：一是產(chǎn)業(yè)鏈需協(xié)同合作，以實(shí)現(xiàn)材料性能的提升，滿(mǎn)足對(duì)材料的變革性需求。比如，OLED發(fā)光材料向可見(jiàn)光的兩端進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)更深的紅色、紅外光、深藍(lán)光等，繼續(xù)提高光效;薄膜電池能隨意彎曲;襯底更薄、更輕柔、更親膚。二是在器件層面，薄膜傳感器與OLED發(fā)光器件的集成，需在選型、界面結(jié)構(gòu)、工藝路線、設(shè)備功能等方面進(jìn)行開(kāi)發(fā)。集成化的好處是能夠用OLED的玻璃基或PI基代替?zhèn)鹘y(tǒng)芯片的硅基，在工業(yè)化、規(guī)模化、降低成本方面具有極大潛力。此外，還能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的柔性電子器件，具備對(duì)人體生理參數(shù)的監(jiān)測(cè)、收集、分析、反饋等功能，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)調(diào)整治療劑量。這兩種功能的融合將更好地服務(wù)病患和大眾。三是醫(yī)工融合，不同學(xué)科跨界合作。臨床醫(yī)學(xué)、光學(xué)、微電子、動(dòng)力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等學(xué)科相互合作創(chuàng)新，制備出療效佳、人性化、便攜易用的OLED光醫(yī)療產(chǎn)品。四是完善光醫(yī)療用柔性光源主要性能的科學(xué)測(cè)試方法，完善標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。不僅是測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)后續(xù)產(chǎn)品形態(tài)逐步成熟后，產(chǎn)品技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn)也需要跟進(jìn)。
謝靜認(rèn)為：“未來(lái)，柔性可穿戴的OLED光醫(yī)療產(chǎn)品，還可繼續(xù)溢出到大眾消費(fèi)市場(chǎng)，給人們的日常皮膚管理提供服務(wù)，如生發(fā)、傷口愈合、皮膚炎癥等方面，其想象空間極大。”
透明市場(chǎng)研究公司(Transparency Market Research，TMR)的一份報(bào)告表明，到2026年，全球可穿戴醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將超過(guò)290億美元，未來(lái)七年的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)預(yù)計(jì)將超過(guò)17%。
該數(shù)據(jù)不能完全代表OLED光醫(yī)療的市場(chǎng)規(guī)模，畢竟可穿戴醫(yī)療設(shè)備的范圍很廣。但業(yè)內(nèi)人士相信，隨著大數(shù)據(jù)、醫(yī)療云平臺(tái)的建設(shè)，智能健康領(lǐng)域中與個(gè)人健康監(jiān)測(cè)、健康護(hù)理相關(guān)的醫(yī)療配件有較大的潛在需求，OLED在該領(lǐng)域?qū)?huì)有比較好的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞： OLED
