奇异“芝麻”实现无创测颅压

可打针超凝胶超声传感器。华科年夜供图

一粒奇异的“芝麻”，内藏乾坤。将它打针到体内，它就可以把切确的心理参数“告知”大夫。这粒奇异的“芝麻”就是华中科技年夜学（以下简称华科年夜）传授臧剑锋团队研制的面向颅内心理监测的可打针超凝胶超声传感器。

有了它，临床上颅内测压无望不消插线、不消开美金，也不必掏出探头，就可以实现体内降解。近日，《天然》刊发了这项立异性医工交叉研究功效。

《中国科学报》从研究团队处得悉，论文颁发当天，他们就收到来自美国旧金山等多地投资人的邮件、消息，但愿合作转化这项缔造性功效。不外，研究团队但愿这项手艺可以或许在国内转化，惠和更多中国患者。

一粒奇异的“芝麻”

和温度、血压等目标一样，颅内压也是临床上一项经常使用心理参数。好比，在脑组织毁伤、积液、水肿、脑出血等环境下，大夫需要监测颅内压数据转变，做出诊疗判定。特别在良多患者做完颅内肿瘤切除等手术后，大夫需对其进行年夜约两周的不雅察——经由过程对颅内压的持续不雅测，判定患者的伤口愈合环境或其他问题。

今朝，国表里临床获得颅内压力、温度等数据的首要路子，是将有线且不成降解的电子探针经手术体例植入体内，“相当在天线的一端插入年夜脑，另外一端毗连在装备长进行监测”。这类方式不成避免地给患者带来����APP植入、掏出颅内电子探针的屡次手术危险，而且具有传染等并发症风险。操作上，如许的装备可穿着性比力差，患者舒服度欠好，乃至允从性差。

今朝，美国等国度的科学家也在进行无线植入式电子监测装备的研发，但他们根基上都是操纵NFC（近场通讯）手艺，在颅内植入一个线圈作为探头。

如许做会呈现一些问题：作为探头的线圈尺寸常常比力年夜，线圈上的芯片、金属等元件不成降解，需要进行二次手术掏出；在旌旗灯号传输上，NFC手艺对距离有严酷要求，距离远了就会呈现无旌旗灯号等问题。是以，今朝世界规模内，临床上仍是采取经颅有线的手段进行颅内压监测。

针对这一临床监测困难，臧剑锋团队进行了手艺上的立异。他们研发出一种体积只要一粒芝麻巨细的可打针式生物传感器。这类传感器体积细小，能够被平安打针进人体内，经由过程外部超声探头便可以无线监测颅内压力、温度、pH值等心理参数转变。同时，这粒“芝麻”很是柔嫩，能够主动降解，不需要二次手术，对脑组织没有毁伤。

臧剑锋引见，这类传感器的焦点在在其怪异的内部布局设想。研究人员在可降解水凝胶基质内部，人工修建了呈周期性摆列的空气孔道布局。当外部情况产生转变时，凝胶内部会发生细小形变，从而引发反射声波频次产生可丈量的偏移。经由过程切确检测这类频次转变，就可以及时监测颅内压力、温度、pH值和血流流速等多种心理参数。

“这类全新传感器采取的是生物可降解聚合物材料，半个多月后就会在体内自行降解，不必手术掏出。”论文配合通信作者、华科年夜同济医学院从属协和病院传授姜晓兵暗示。

收成《天然》“三件套”

2014年，臧剑锋从美国杜克年夜学博士后出站、回国，进入华科年夜任教，专注在医工交叉的基在智能软材料的立异医疗器械研究。其研究标的目的包罗柔性电子、植入式器件与磁医用机械人。最近几年来，他率领团队获得了一系列立异性科研功效。

此次建造颅内压监测传感器的超凝胶，就是被臧剑锋视若至宝的一种软材料。臧剑锋告知《中国科学报》，水凝胶很是柔嫩，与人体组织很是接近，具有可降解性，进入体内后不会让患者发生不适感，而且可以或许及时传输旌旗灯号，是不成多得的宝物。

他们的研究倾覆了保守手艺，具有很高的利用价值，是以备受存眷。研究团队在客岁10月投稿，不久后就收到积极反馈。3位审稿人对这项功效年夜加赞美，暗示这个方式“很是有立异性、很是好，有很年夜的影响力”。颠末两轮点窜后，论文在本年3月被领受，近日正式颁发。

《天然》还为这项研究配发了一篇该杂志记者撰写的旧事报导，和一篇审稿专家撰写的“旧事与不雅点文章”。《天然》重视根本研究，医疗器械功效登上该刊其实不多见，以“三件套”组合情势引见一项来自中国的医疗器械研究功效则更少见。

但愿尽早在国内转化

“我们固然但愿尽早实现手艺转化，利用光临床上。”臧剑锋接管采访时暗示，该手艺已在年夜鼠和生猪颅内进行尝试，结果杰出。特别是在年夜型动物尝试中，这类微型可打针传感器揭示出媲美贸易化有线监测装备的出色机能。

“加倍使人振奋的是，它乃至可以或许监测猪细小的心理波动，如呼吸活动引发的细微颅压转变，而同期植入的有线压力传感器则没法分辩出这类邃密转变。”臧剑锋引见，与有线监测手段比拟，这类无线监测手段在能耗、无热效应等方面闪现出极年夜劣势，无望为临床智能诊疗带来全新的手艺范式。

现实上，在研究进程中，研究团队就把眼光聚焦在临床利用。研究人员与华科年夜同济医学院从属协和病院神经外科医疗团队进行了多轮深切交换，听取他们的定见。姜晓兵还与相干课题组人员合作，深度介入了这项研究。

“虽然手艺已成熟，但离利用还一段距离。”臧剑锋引见，今朝该手艺还没有进行人体实验——这需要颠末严酷的手艺和伦理审批。另外，一项立异手艺要实现财产化，需要一个从尝试室到利用情况的手艺转化进程，这时代需要较年夜的装备研发投入。

对一些海外投资人伸出的“橄榄枝”，臧剑锋持谨慎立场。他说：“这项手艺利用前景广漠、市场庞大。我们但愿尽早在国内实现转化。”

当被问和医疗装备类研究有无可能被国际同业模拟时，臧剑锋坦言：“绝年夜大都利用型手艺都可能被模拟，只不外需要一些时候。”

“既然如斯，你还在顶刊发论文，不担忧论文颁发后被模拟吗？”

面临记者的诘问，臧剑锋婉言不讳：“假如不是发了《天然》，这项研究谁会留意呢？有了很高的存眷度，有了转化的机遇，进步前辈手艺才可能利用在实际。固然，我们也会增强专利庇护。”

相干论文消息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07334-y

,乐鱼报道