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
资讯 手术机器人公司思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资
近日,思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资。本轮由诺庾资本领投,浦东创投、片仔癀盈科基金、同杨基金、太湖空天动力启明星跟投。所获资金将主要用于全自动磁控介入手术机器人...
2026-09-20 15:35
资讯 国家卫健委、国家中医药管理局联合发布《关于进一步加强罕见病防治工作的通知》
到2026年底前,各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团均应当至少依托1家省属及以上医院开设罕见病门诊,辖区内300万人口以上的地市均应当至少依托1家医院开设罕见病门诊,安排...
2026-09-20 13:47
资讯 2016年-2025年:国内化学仿制药累计销售额TOP10
从十年累计销售额来看,TOP10品种合计超过2400亿元,展现了中国仿制药市场雄厚的体量基础。其中,扬子江药业的地佐辛注射液以420 79亿元的累计销售额高居榜首,是榜单中唯一突...
2026-09-20 09:07
资讯 全球首个专家级通用医疗影像模型,一次识别146种病症
9月18日消息,阿里巴巴达摩院与浙江大学医学院附属第一医院等机构研发出通用医疗影像AI模型DAMO RADAR,并登上国际顶级学术期刊《科学》(Science)。
2026-09-18 17:12
资讯 金斯瑞与礼来TuneLab达成合作,推动AI制药湿实验服务
根据协议,金斯瑞生物将向Lilly TuneLab参与企业提供湿实验服务,助力其快速生成实验数据,将AI预测转化为生物学验证数据,加速候选药物评估。
2026-09-18 15:51
资讯 医药工业发展十五五规划
规模以上医药工业企业营业收入超过3 5万亿元,创新药产业规模增速年均达到20%以上,全球年销售额超10亿美元的品种数量达到5个以上;年营业收入超过100亿元的医药工业企业数量达...
2026-09-18 13:45
资讯 全球首个核药仿制药获完全批准
9月14日,Curium宣布Bexlutry([177lu]氧奥曲肽,研发代号:PNT2003)获得FDA批准上市。该药物是Lutathera的仿制药,也是全球首个获批上市的核药仿制药。
2026-09-18 11:58
资讯 康方生物第4个ADC获批临床,加速布局IO+ADC方向
近日,康方生物(9926 HK)宣布,其自主研发的创新双抗ADC药物AK158D1(EGFR Trop2 双抗ADC),已获得国家药品监督管理局药品审评中心批准,开展用于治疗晚期恶性实体瘤的I期临床研究。
2026-09-18 11:18
资讯 体内CAR-T出海
近日,河北森朗生物科技有限公司(森朗生物)与美国Tempest Therapeutics(Tempest)签署独家选择权协议,授权Tempest可独家引进森朗生物CD7靶向慢病毒载体平台及多款体内CAR-T候选药物。
2026-09-17 17:15
资讯 迈英诺医药完成超 2 亿元 A 轮融资,全球首个局部给药泛 JAK / 泛 Trk 多靶点抑制剂进入中美 II 期临床
本轮融资由阳光融汇资本领投,厦门金圆产业链基金、厦门市心血管产业基金、博行资本、建发新兴投资、沃美达资本、朗煜投资、厦门高新投跟投
2026-09-17 16:23
资讯 华东医药携手美柏生物,ECM胶原蛋白MB007独家战略合作落地
就细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)胶原蛋白MB007产品在中国市场达成独家战略合作
2026-09-17 16:17
资讯 全球范围内,达芬奇SP单孔手术系统首获新适应症
直观医疗近日宣布,达芬奇SP单孔手术系统经阴道妇科手术适应症已获得欧盟CE认证,这是该系统在全球范围内首次获批此适应症。
2026-09-17 16:17
资讯 《医药代表管理办法》备案政策问答(二),非首次备案医药代表因学历、专业不符合《办法》规定可否备案
9月16日,国家医药代表备案平台发布《备案政策问答(二)》。国家药监局收集、整理了部分与备案相关的问题,进行解答。
2026-09-17 11:08
资讯 字节跳动Anew Labs完成2.9亿美元融资
本轮融资由原红杉中国HSG、IDG资本和高瓴投资领投,五源资本担任联合领投方。其他投资者还包括高榕创投、春华创投、博裕资本,以及战略投资者SBP Group和国资背景的上海未来产...
2026-09-17 10:36
资讯 诺华前中国总裁张颖出任传奇生物 CEO
纳斯达克上市细胞治疗企业传奇生物(Legend Biotech,股票代码:LEGN)于 9 月 15 日正式官宣,董事会任命张颖(Ingrid Zhang)担任公司首席执行官(CEO),任命自当日生效。
2026-09-16 19:41






