復旦大學科學家研制一種可注射的纖維狀生物傳感器,植入后該傳感器就像毛發一般附著在皮膚表面,纖細柔軟并可以實現對體內多種化學物質的實時、長期監測。螺桿泵
隨著醫療技術的發展,個人生理信息的實時監測以及它帶來的個體化醫療受到關注。電化學生物傳感器可用于監測特定化學物質,是一類可以將化學信號轉化成電信號的裝置,在可穿戴醫療等領域有著廣泛應用。
據介紹,現有的可植入式傳感器因其材料本身模量大,存在柔軟組織和剛性器件間的重復機械損傷問題。另外,在二維平面結構設計的植入式器件基礎上實現微創植入很難,導致難以與組織形成穩定界面,無法實現長期準確監測,從而影響到信號采集和生物安全。計量泵
復旦大學高分子科學系教授彭慧勝、副教授孫雪梅,生命科學學院教授俞洪波,航空航天系教授徐凡等多學科團隊獨辟蹊徑,通過仿生肌肉結構的方法,設計了具有多級螺旋結構的纖維狀電化學傳感器。納米壓痕和力學模擬實驗證明,碳納米管纖維相對傳統的植入材料(金絲、聚二甲基硅氧烷等)其抗彎剛度相對于其他傳統植入材料更接近柔軟的組織,且具有更低的彎曲內應力。同時,團隊利用與纖維一維結構相適應的注射方法,將纖維狀傳感器準確植入至目標區域,纖維在體外的形態類似于動物毛發貼附在皮膚表面。管道泵
隨后的細胞實驗及組織切片表明,纖維狀傳感器在注射后沒有使動物產生疤痕和炎癥反應,且與周圍組織結合良好,纖維傳感器具有優異的生物整合性和生物相容性。離心泵
據介紹,這項工作在生物電子學領域發展出一個全新方向,通過集成藍牙、電路和相應軟件,纖維狀生物傳感器可遠程對生理數據進行實時采集,且器件可在血管中穩定工作長達4周。單螺桿泵
