小小柔性傳感器可實時監(jiān)控健康情況
用一塊特殊的力-電轉(zhuǎn)換生物材料，制成一個厚度200微米的柔性傳感器（正常血管厚度的十分之一），包裹在血管或者心臟周圍，就能在手機等外圍設(shè)備上清晰記錄心血管系統(tǒng)在血栓形成初期、中期和末期的全身血液壓力的細微變化，同時更精確、實時地反映病變位置在發(fā)病初期由于組織和細胞異化所造成的心血管壁外壓力的微小差異。 d{c06(#_
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柔性傳感器材料樣品圖 ?l ](RI
近日，從南京理工大學(xué)獲悉，該校馮章啟教授課題組創(chuàng)造了一種通過監(jiān)測心血管壁外微應(yīng)力變化構(gòu)建的心血管疾病超前預(yù)測和術(shù)后實時追蹤的新方法。目前，該課題組取得階段性技術(shù)突破，并已完成動物臨床醫(yī)學(xué)評價。相關(guān)研究近期發(fā)表在國際納米技術(shù)和納米器件領(lǐng)域頂級期刊《美國化學(xué)學(xué)會-納米材料與器件》上。 a}kPc}n\
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新型納米材料實現(xiàn)高效生物力-電轉(zhuǎn)換 dwUs[v
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心血管疾病是威脅人類健康的“頭號殺手”，血管是否通暢關(guān)系到整個心血管系統(tǒng)能否正常運作。血栓是血流在血管內(nèi)面剝落處或修補處的表面所形成的小塊。在可變的流體依賴型中，血栓由不溶性纖維蛋白、沉積的血小板、積聚的白細胞和陷入的紅細胞組成。 NxN~"bfh
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專家稱，心血管疾病的“超前預(yù)測”和“術(shù)后實時追蹤”是臨床有效診斷此類疾病的關(guān)鍵所在，特別是針對需要血管腫瘤切除、心臟內(nèi)支架、瓣膜、血管置換和血管內(nèi)支架等重癥心血管疾病患者。然而，現(xiàn)行的各類分子篩查和影像學(xué)技術(shù)由于缺乏精準的特異性識別功能，使心血管疾病的超前預(yù)測和實時追蹤成為臨床診療的世界性技術(shù)難題。 )bK3%>H#
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馮章啟課題組長期致力于生物電子材料與納米器件的開發(fā)，試圖通過監(jiān)測心血管壁外微應(yīng)力的變化構(gòu)建心血管疾病超前預(yù)測和實時追蹤的新方法。 H:,Hr_;nC
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據(jù)論文第一作者李通博士介紹，此次他們首創(chuàng)了一種具有高效生物力-電轉(zhuǎn)換性能的柔性納米纖維材料，它的厚度僅有200微米，并能夠精確感受壓強變化，再以電壓形式表現(xiàn)出來。 o(oD8Ni
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該材料含有豐富的力-電轉(zhuǎn)換偶極子，在僅1000帕斯卡的微壓強作用下即可產(chǎn)生每立方厘米1154伏的電壓，并具備優(yōu)異的穩(wěn)定性、敏感性以及生物相容性。 OT}P0
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植入體內(nèi)后可通過手機實時監(jiān)測心血管 [yDOv Q[
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基于此，該課題組設(shè)計制造了一種柔性的植入式壓力傳感器。他們將該傳感器植入到實驗動物（成年豬）體內(nèi)的外周血管和心臟部位，其不僅清晰記錄了心血管系統(tǒng)在血栓形成初期、中期和末期的全身血液壓力的細微變化，同時輸出的壓力信號更精確，實時地反映了病變位置在發(fā)病初期由于組織和細胞異化所造成的心血管壁外壓力的微小差異。 ;Bne=vjQp
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