纳米智能线,医学传感技术的又一次突破

在现代医学中,有很多方法可以检查身体。比如,通过测心率和血压来评估心脏机能;通过验血检测铁含量来诊断是否贫血。但医学的监测手段远没有做到无孔不入。

肌肉与髋关节的诊断往往很复杂,而且价格不菲。而且,人一旦意识到这些部位有所不适,往往为时已晚。较深的伤口与手术内切口情况也是如此。

萨米尔·松库西尔(Sameer Sonkusale)在塔夫茨大学(Tufts University)工程实验室时就曾考虑过,是否有可能发明这样一种传感器,它可以无缝植入人体,并且能在体外接收到实时监控信息。如果可能,那么首先它不能引发感染或机体免疫反应。同时,这种传感器在嵌入之后还不能影响组织的正常机能,比如肌肉的拉伸性。如果这种传感器还能量产,而且价格不贵,那就再好不过了。

萨米尔从传感器的材料开始研究,最终发现了一种理想候选物——线,就是衣服纺织线那种。线有很多优点,它廉价、便于制造又无处不在。而且线还富有柔性与张力,机体对某些材料的线还没有排斥反应。另外,经常缝合伤口的医生操控起线来也是游刃有余。那么,如果我们能够把传感器嵌入细线之中会怎样呢?

寻找传感器

现今的医学传感器都是平面型的,并且是刚性的,这就导致它们无法监测皮肤等组织。但很多器官和组织都是三维的多层生物结构。监测这些组织就需要线这样的传感器。

纳米材料可以是有机的也可以是无机的,可以具有生物活性也可以是惰性的,它还可以被设计成具有某些物理化学特性的医学传感器,比如,多样性的碳纳米管。它的导电性是可以定制的,也正因如此,碳纳米管正逐渐成为新一代传感器和晶体管的基体材料。此外,碳纳米管还可以监测DNA和蛋白质单分子。有机纳米聚苯胺同样有广泛应用,它最显着的特性就是其导电性取决于环境的酸碱度。

传感线头

萨米尔研制传感线头的工作始于棉线——将普通线头浸入含有不同纳米材料的液体,然后迅速将其烘干。这些线头的性能取决于溶液中纳米材料的特性。

比如,将具有碳纳米管和硅涂层的柔性橡胶纤维制作成传感线头,它就可以检测物理应力。当这种传感线头受到拉伸时,它的导电性就会改变,我们就能够在机体外部检测到这种变化。把它植入人体,它就可以用来监测伤口愈合和肌肉拉伤状况。当有异常应变发生时,说明伤口在缓慢愈合,或者装置放置不当。这就可以及时提醒医生和患者做出相应调整。

将一根线头涂覆碳纳米管和聚苯胺纳米纤维,另一根涂覆银和氯化银,检测两根线头间的电流强度可以检测组织酸度,这是判断伤口是否受感染的重要依据。

葡萄糖氧化酶跟葡萄糖反应会产生电信号,因此涂覆葡萄糖氧化酶的传感线头就可以监测人体血糖水平。同样的道理,在导电线头中涂覆其他一些纳米材料还可以监测血液中的钠、钾含量,它们是血液代谢的标志物。

用途广泛

除了感应能力,很多材料的线头还有一个有用特性:芯吸。它可以利用毛细效应疏导液体,跟灯芯输运液蜡维持火焰是一个道理。

棉线可以将细胞间隙的液体输运到体内各处的传感线头。传感线头将电信号传递给皮肤外表的一个装有纽扣电池和小天线的弹性装置。该装置将信号放大并且数字化,最后将信号无线传输给智能手机等设备。

这种小型化的传输-感应-发射系统的电力,仅需皮肤表面的一块小电池就能供应,或者不用电池,仅仅依靠患者血液内的葡萄糖来供应能量。这样,医生就可以持续地对患者的健康状况进行远程监控。

这种集成化的无线监控系统有很多优势。首先,患者更自由了,没必要非得住院。其次,实时收集的数据为医生提供了更准确的参考信息。另外,它还降低了医疗成本。

目前,纳米浸入式线头已经在无菌实验室中对啮齿类动物进行了试验。下一步要做的是对动物做进一步试验,以检验传感线头在活体组织内的长期表现。之后,我们会对人体组织进行试验。

线头有很广泛的应用前景,萨米尔现在正在做更深入的研究。糖尿病患者的伤口有难以愈合的风险,这可能会导致感染,甚至截肢。用传感线头缝合则可以让医生在早期就发现问题,并及时做出反应以防止病情进一步恶化。传感线头还可以做成绷带、伤口敷料甚至医院床单,它可以在病情失控前就发出预警。

来源:DeepTech深科技(微信号 mit-tr)

为你推荐

因美纳MiSeq i100 Series-CN中国上市,以全球品质与本土制造支持中国客户测序能力建设资讯

因美纳MiSeq i100 Series-CN中国上市,以全球品质与本土制造支持中国客户测序能力建设

MiSeqTM i100 Series-CN正式在中国上市,首批由因美纳中国生产制造基地生产的本土化产品已于近期完成客户交付。

2026-08-06 13:33

石药集团与阿斯利康成立合资公司,收到1000万美元里程碑付款资讯

石药集团与阿斯利康成立合资公司,收到1000万美元里程碑付款

双方将在河北石家庄建设新一代生物制剂生产基地,该合资公司的初始业务将聚焦于为全球市场生产及供应双方约定的生物制剂药物原液(DS)。

2026-08-05 20:49

全球首款!核心医疗人工心脏产品获欧盟CE认证资讯

全球首款!核心医疗人工心脏产品获欧盟CE认证

Corheart®6 可用于桥接心脏移植、短期心肌功能恢复治疗以及长期终点治疗,完整覆盖终末期心衰从短期生命支持到永久循环辅助的全场景临床需求

2026-08-05 20:37

国家药监局批准3款创新医疗器械上市资讯

国家药监局批准3款创新医疗器械上市

近日,国家药品监督管理局批准了河南赛美视生物科技有限公司的“三焦点环曲面人工晶状体”和深圳北芯医疗科技有限公司的“心脏脉冲电场消融仪”、“一次性使用心脏脉冲电场消融...

2026-08-05 16:47

2000年-2025年国家基本医保药品目录相关数据资讯

2000年-2025年国家基本医保药品目录相关数据

药品数量仅指药品目录西药和中成药的编号数,截至2026年7月3日,目录内3253种药品对应药品通用名5890个。

2026-08-05 14:19

80亿美元,全球两家核药公司合并资讯

80亿美元,全球两家核药公司合并

美东时间8月3日,Curium Pharma宣布与Lantheus Holdings, Inc 达成最终合并协议。Curium将以每股102 5美元现金收购Lantheus全部流通股,基础对价70亿美元,若2030年前达成...

2026-08-05 13:51

英卓凡正式在华上市,联合英飞凡用于晚期或不可切除的肝细胞癌资讯

英卓凡正式在华上市,联合英飞凡用于晚期或不可切除的肝细胞癌

为晚期肝癌患者点亮长生存新希望

2026-08-05 11:03

章科:坚持为人民出政绩  推动医疗保障事业高质量发展资讯

章科:坚持为人民出政绩 推动医疗保障事业高质量发展

医疗保障制度依法保障每一位参保群众的医保权益,有力提高全社会医疗服务的可及性,有助于增进民生福祉、缩小贫富差距,促进社会公平和共同富裕。

2026-08-05 10:48

康宁杰瑞与PathosAI达成22亿美元ADC授权协议,1.25亿美元首付款资讯

康宁杰瑞与PathosAI达成22亿美元ADC授权协议,1.25亿美元首付款

8月4日,康宁杰瑞生物制药宣布其全资子公司江苏康宁杰瑞生物制药有限公司与美国临床阶段生物技术公司Pathos AI就TROP2 HER3双特异性抗体偶联药物JSKN016达成独家授权许可协议。

2026-08-04 22:14

剂泰科技与恒瑞医药达成AI制剂合作资讯

剂泰科技与恒瑞医药达成AI制剂合作

8月3日,剂泰科技发布自愿公告,宣布自主研发的AiTEM人工智能制剂创新平台将在恒瑞医药进行本地化部署,加速药物制剂配方开发效率。

2026-08-04 13:01

以专业教育与患者为中心的创新实践,解码中国代谢健康新图景资讯

以专业教育与患者为中心的创新实践,解码中国代谢健康新图景

近日,礼来中国今日于上海世博展览馆举办年度心血管代谢健康高峰论坛。

2026-08-04 11:41

东阳光药甘精胰岛素首批115.2万支发货美国资讯

东阳光药甘精胰岛素首批115.2万支发货美国

近日,东阳光药发布公告,首批甘精胰岛素注射液(商品名:Langlara)已于7月27日自湖北宜都生产基地分批启运美国,预计8月中下旬完成全部发货。首批计划发货115 2万支。

2026-08-04 11:37

维利信LBL-024用于转移性结直肠癌获批IND资讯

维利信LBL-024用于转移性结直肠癌获批IND

8月3日,维立志博发布公告,公司自主研发的PD-L1 4-1BB双特异性抗体维利信(LBL-024)联合用药治疗转移性结直肠癌(mCRC)的开放、多中心Ib II期临床试验申请已获得国家药品监...

2026-08-04 10:22

药明康德半年业绩超预期,大幅上调全年业绩指引资讯

药明康德半年业绩超预期,大幅上调全年业绩指引

预计2026年公司整体收入由人民币513-530亿元上调至人民币585-605亿元,上调幅度约14%,持续经营业务收入同比增速由18%-22%上调至35%-39%。药明康德计划向全体股东每10股派发现金红利5 1元(含税)。

2026-08-03 20:46

3.3亿元天使轮融资,主动科技刷新国内脑机接口领域融资纪录资讯

3.3亿元天使轮融资,主动科技刷新国内脑机接口领域融资纪录

上海主动科技有限公司正式宣布完成3 3亿元人民币天使轮融资。

2026-08-03 17:48

安永吴晓颖:中国创新药全球化步入深水区,交易价值兑现成行业分水岭资讯

安永吴晓颖:中国创新药全球化步入深水区,交易价值兑现成行业分水岭

近日,安永正式发布《从中国创新到全球价值:中国创新药全球合作与交易观察》白皮书

文/张蓉蓉 2026-08-03 17:33

微创持续葡萄糖监测系统获批资讯

微创持续葡萄糖监测系统获批

7月30日,上海微创生命科技有限公司的AccuSense 妙感持续葡萄糖监测系统(CGMs)获国家药品监督管理局(NMPA)批准上市。

2026-08-03 15:34

医院要求医药代表提供相关专业学历证明资讯

医院要求医药代表提供相关专业学历证明

根据《医药代表管理办法》第十条规定,医药代表应当具有医学、药学或相关专业大学专科及以上学历。

2026-08-03 13:37

消息称阿斯利康与百时美施贵宝正洽谈合并资讯

消息称阿斯利康与百时美施贵宝正洽谈合并

知情人士透露,两家公司近几个月已就合并进行了多轮磋商,交易有望在近期落地,但也存在推迟或破裂的可能。

2026-08-03 10:55

国家医保局召开全国深化医保基金管理突出问题专项整治工作中期推进会资讯

国家医保局召开全国深化医保基金管理突出问题专项整治工作中期推进会

7月31日,国家医保局会同最高人民法院、最高人民检察院、公安部、财政部、国家卫生健康委、税务总局、市场监管总局、国家中医药局、国家药监局,10部门联合召开全国深化医保基金...

2026-08-03 10:40