复旦大学研发出一种纤维状的可以对人体多种化学物质进行长期实时监测的可植入式生物传感器

   日期:2019-11-25     来源:中国智能制造网    浏览:39    
核心提示:复旦大学由多个学科教授组成的研究团队近日研发出了一种可以像毛发一样附在皮肤表面,并对人体多种化学物质进行长期实时监测的纤维状的可植入式生物传感器。
       复旦大学由多个学科教授组成的研究团队近日研发出了一种可以像毛发一样附在皮肤表面,并对人体多种化学物质进行长期实时监测纤维状的可植入式生物传感器

       据介绍,研究团队通过仿生肌肉结构,为传感器设计了纤维状的多级螺旋结构,与基于二维平面结构设计的植入式传感器相比,可以实现微创植入,更容易和组织形成稳定界面,从而保证了信号采集的稳定性与准确性以及被植入的生物的安全。传感器的材料是碳纳米管纤维,经过力学模拟和纳米压痕实验,纤维型传感器的抗弯刚度与金丝、聚二甲基硅氧烷等传统植入材料相比更接近柔软的组织。同时细胞实验及组织切片也表明植入纤维传感器对生物基本没有影响。

       随着物质生活水平的提高,在满足基本的生存需求之后,人们对身体健康的重视度也在不断增加。一个明显的改变是人们不再被动式地等待患病之后再去寻医问药,而是更加关注日常的身体状况,主动监测身体数据以求预防疾病或者尽早发现患病风险。而这带来的是巨大的对移动式个体化医疗监测设备的需求。

       可穿戴医疗设备是目前移动式个体化医疗监测的主要产品。有数据显示,2015我国可穿戴医疗设备的市场规模为12亿元,到2018年这一数据已经增长到71亿,预计2020年将突破122亿。除可穿戴医疗设备外,可植入设备也是移动式医疗监测的热点。庞大的市场规模与市场潜力也推动着移动式医疗监测设备的核心——传感器的技术发展。相对于传统的到医院检测的方式,移动式医疗监测设备的优势在于便携、个体化以及实时监测,这依赖于用传感器替代检测仪器带来的改变。而研究人员正试图让监测所需的传感器更小、更柔软、对人体的影响更少。

       国外对传感器的研究已经有了很多成果,例如美国西北大学研发出的“皮肤贴片”,可以根据汗水里的代谢物和电解质检测使用者的身体情况,并将数据同步到智能手机;美国材料学家约翰·罗杰斯也研制出一种“生物邮票”,粘在皮肤表面后可以测量佩戴者心率、皮肤的温度、水分等数据。国内传感器的技术虽然暂时落后,但发展却很迅速。

       移动式个体化医疗监测将在医疗领域掀起巨大的变革,它所带来的数字化人体的能力对于实现个性化治疗有着重要意义,同时它也将极大的降低医疗成本。然而这一未来的实现依然困难重重。现在最大的问题是检测的精度与医院的检测仪器相差甚远,此外电子设备带来的数据泄露也将成为一个无法回避的话题。现在关于人脸识别的争议将来也可能出现在移动式医疗监测设备上。当然这些问题都不足以阻挡技术发展的脚步也许,不久之后我们就能看到传感器带来的医疗领域的全新未来。

       便携式、移动式是当前仪器发展的重要方向之一。传感器作为一种应用极为广泛的设备,它的小型化研究一直都是科学家关注的热点。复旦大学研究出的这种细如毛发的生物传感器,又为传感器进一步发展展现出了可能性。
 
日期: 2019-11-25
标签: 复旦大学 实时监测 可植入式生物传感器 生物传感 生物传感器 传感器
 
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