本文转自:长江日报

武汉科研团队研发出智能诊疗产品

可注射传感器仅芝麻大小还能降解

长江日报讯(记者杨佳峰 通讯员张雯怡 杨傲寒 实习生彭冠迪)华中科技大学研发出芝麻粒大小的可注射传感器。6月5日,这项最新成果刊发在《自然》上。

据悉,芝麻大小的传感器可用注射器注射到人体内,能把精确生理参数“告诉”医生。研发团队为华中科技大学集成电路学院、武汉光电国家研究中心臧剑锋教授团队联合华中科技大学同济医学院附属协和医院姜晓兵教授团队。

生理参数是衡量人体生理状态的指标,可以帮助医生进行疾病诊断、治疗和检测。如何安全、稳定获取人体内部精确的生理参数一直是医学监测领域的重点。目前,临床获取颅内压力、温度等数据的主要途径是将有线且不可降解的电子探针经手术方式植入体内。

为了获取准确的数据,细长、坚硬的探针往往需要深入体内几厘米到十几厘米。这种探针无法自行降解,需再次手术取出,不但给患者带来植入及去除的多次痛苦,还存在感染等并发症风险。

“我们发明的可注射超凝胶超声传感器采用先进的声学超材料技术,大小只有2毫米×2毫米×2毫米,就像芝麻那么大。它体积微小到可被安全注射进入人体内部,通过外部超声探头就可以无线监测颅内压力、温度、pH值等生理参数变化。”臧剑锋介绍说。这种全新的传感器采用的均为生物可降解聚合物材料,约一个月后就会在人体内自行降解,无需再次开刀取出。

这种微型传感器的核心在于其独特的内部结构设计。研究人员在可降解水凝胶基质内部人工构筑了具有周期性排列的空气孔道结构。当外部环境如压力、温度、pH值等发生变化时,凝胶内部会产生微小形变,从而引起反射声波频率发生可测量的偏移。精确检测这种频率变化,即可获取颅内压力、温度、pH值以及血流流速等多种生理参数。

据悉,与现有商业化有线监测设备相比,可注射超凝胶超声传感器甚至能够检测到人体微小的生理波动,如呼吸运动引起的细微颅压变化等,并在能耗、无热效应等方面表现出极大优势。未来,这种传感器还可应用于人体其他部位,有望为临床智能诊疗带来全新的技术范式。