北京大学韩梦迪 Sci. Adv.:小型化的无线植入式传感系统
2024-03-22 来源:高分子科技
新型植入式传感器具备监测人体内多种变量的能力,包括电生理学、生物力学、神经递质和其他生物标志物的浓度等信息,有助于预防和治疗各种疾病。传统的植入式传感器通常使用经皮导线将信号传输至体外。然而,为了更广泛地应用于健康监测,理想的植入式传感器应该具备以下特点:(i)无线传输信号至体外,避免导线引起的感染和炎症;(ii)在体外使用小型设备进行数据采集,无需大型设备,实现院外或居家健康监测。然而,现有解决方案主要依赖商用芯片电路,如蓝牙或近场通信(NFC)芯片,但是植入电路在微创、生物兼容性和能源供给等方面面临挑战。尽管基于LC谐振、超声、光学与磁场等原理的无源可植入式传感器具有小尺寸、无需能源供给的特点,但是大多需要较大的外部数据采集设备,无法满足穿戴/便携的应用场景。
图1. 小型化传感系统工作原理
图2. 小型化传感系统的物理生化变量传感原理及双变量传感。
图3. 在体验证:基于衰减系数的无线粘稠度传感。
图4. 在体验证:基于振动频率的无线压强与葡萄糖传感。
植入空腔器件后,通过腹部按压改变大鼠颅内压,对振动信号的频率进行分析,能够无线传感颅内压的改变。该系统与商用压力导管输出相匹配,并保持一定的输出稳定性。经过化学修饰的开放空腔器件植入后,注射高浓度葡萄糖溶液可观测到振动频率逐渐下降,实现对葡萄糖含量的无线传感。
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adm9314
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(责任编辑:xu)
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