植入式传感器

资料来源:Profusa Inc

Profusa公司生产的可植入传感器已经由其开发人员进行了道路测试。在她植入被动式传感器四年后,它仍然在工作

虽然比米粒还小,但一种监测组织氧的磷光水凝胶植入物可以结束血管阻塞患者的截肢手术,或者帮助运动员设计更好的训练计划。第一个这种小巧但耐用的装置已经存在了四年多——被植入了发明它的研究人员的脚里。

作为一名研究生,我花了五年时间研究生物传感器,娜塔莉Wisniewski他们意识到,当被植入的传感器的涂层失效时,人体通常会排斥这些传感器,而这些涂层本来是用来将异物隐藏在免疫系统之外的。Wisniewski现在在她位于旧金山的Profusa公司开发的氧气传感器就没有这个问题:完全由聚(2-羟甲基丙烯酸酯)制成,这是一种果冻状的水凝胶,用于隐形眼镜,5毫米长的设备可以在体内停留数年。

Wisniewski在新奥尔良举行的美国化学学会会议上介绍了她的工作,她解释说,传感器没有电源或电子设备。尽管如此,它允许研究人员通过在皮肤上放置一个小型光学阅读器来测量组织氧含量。读卡器发出红外光,发出磷光卟啉水凝胶中的染料被吸收,然后重新释放。在较高的氧浓度下,染料的磷光变弱。

Profusa植入的传感器在紫外光下发出荧光

来源:©英国皇家&#万博代理28595;门万博官网化学学会

Wisniewski和她的团队已经在诊所测试了这种传感器,帮助医生治疗动脉阻塞。Wisniewski解释说:“通过注入传感器网络,我们可以在病人躺在手术台上时监测氧气,并实时反馈,例如,放置支架是否有预期的效果。”

然而,Wisniewski指出,这些传感器也可以帮助健康的人更好地了解他们的身体对食物或运动的反应。她回忆说:“我是我们临床试验中第一个健康的志愿者。”“看到自己体内的组织对氧气波动如此敏感,这是一种奇妙的体验。”“虽然传感器最终会因为染料分子发生光漂白而停止工作,这是一种不可逆的化学变化,使它们无法磷化,但Wisniewski的植入物仍在工作。”

Profusa的植入传感器可以与一个灵活的、可穿戴的组件进行通信

来源:©英国皇家&#万博代理28595;门万博官网化学学会

Profusa的植入传感器可以与一个灵活的、可穿戴的组件进行通信,该组件由北卡罗来纳州立大学的Michael Daniele和Alper Bozkurt开发

迈克尔·斯特拉诺美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的化学工程师李安(音译)表示,通过植入植入物来收集实时健康数据,可以发现很多东西。他指出:“毕竟,身体不过是一个巨大的化学信号内部网。”然而,他说,不知道它可能对健康有什么好处,阻碍了该领域的发展。“这是一个两难的选择:对于某些应用来说,你需要植入传感器数据来理解为什么它们可能是有益的。”

普罗法萨团队目前正在研究一种能与二氧化碳或葡萄糖等其他人体化学物质发生反应的染料。Wisniewski说:“注射和遗忘这种非常简单的方法将在糖尿病领域产生巨大的影响。”