Проводящий филамент из переработанного PETg для аддитивного производства стерилизуемых электроаналитических сенсоров для здравоохранения

• Представлен проводящий филамент из переработанного PETg для изготовления методом послойного наплавления. • Оптимизирована процедура активации электродов, напечатанных из проводящего PETg. • Электроды можно стерилизовать, что позволяет применять их в медицинских учреждениях. • Определение мочевой кислоты и нитрита в образцах синтетической мочи. • Электроды можно использовать до 10 раз до существенного снижения чувствительности. В опубликованных исследованиях сенсоров для здравоохранения, в которых электрохимические методы сочетаются с аддитивным производством, используются только проводящие электроды из PLA, непригодные для широкого промышленного применения. Поли(этилентерефталатгликоль) (PETg) представляет собой полимерный материал с доказанными преимуществами для аддитивного производства благодаря его термическим и механическим свойствам. Кроме того, высокая химическая стабильность превращает PETg в привлекательную альтернативу для разработки сенсорных устройств медицинского назначения. В данной работе представлены получение, физико-химическая и электрохимическая характеристики, а также электроаналитические характеристики усовершенствованного электропроводящего филамента для аддитивного производства, изготовленного из переработанного поли(этилентерефталатгликоля) (rPETg) с добавлением комбинации технического углерода, многостенных углеродных нанотрубок и графеновых нанопластинок в качестве проводящих наполнителей. Оптимизирована постпечатная активация электродов, изготовленных методом аддитивного производства из этого материала; показано, что по сравнению с неактивированными электродами она обеспечивает улучшенные электрохимические характеристики, при этом k⁰ составляет 1,03 × 10⁻³ см·с⁻¹. Стерилизация является критически важным аспектом практического применения сенсоров в биомедицинской области; электроды подвергали стандартной обработке ультрафиолетовым (УФ) излучением, после чего они продемонстрировали надежные характеристики по сравнению с PLA при определении мочевой кислоты (30–500 мкМ) и нитрита натрия (0,1–5 мМ) в синтетической моче методами дифференциальной импульсной вольтамперометрии и хроноамперометрии. Для мочевой кислоты были получены чувствительность 25,7 мкА·мкМ⁻¹ и предел обнаружения (LOD) 0,27 мкМ, а для нитрита — 52,6 мкА·мМ⁻¹ и 2,69 мкМ соответственно...