可用于监测大脑的无线凝胶传感器 |《自然》论文
Nature Portfolio约 2 分钟《自然》发表的一篇论文 Injectable ultrasonic sensor for wireless monitoring of intracranial signals报道了一款凝胶基大脑传感器，该传感器已在动物模型中测试，能用于无线监测生物学相关数据，如pH、颅内压强、流速和温度。
植入式传感器是一种颇有前景的颅骨内监方式，可用于外伤诊断和疾病预后。不过，带线传感器容易发生感染，增加了从患者体内取出时的难度。能无线传输电子数据的植入式传感器或许前景可观，但也有自身限制，包括有限的通讯范围和自身大小。
姜晓兵、陈晓东、臧剑锋和同事开发了一个无线传感器，能植入颅骨下方，监测流速、pH和温度等颅内数据。这个传感器的外形为2毫米乘2毫米的立方体，能用传统的穿刺针完成植入。它由水凝胶（采用“声学超材料”图案）制成，使用后能被身体自然吸收。超材料图案让这种水凝胶能对特定频率范围的超声波做出反应；凝胶会根据变化发生变形（能设计成对各种信号产生反应，如pH、压强、液体流动或温度），这些变形能随反射的超声波形变化被监测到。在1个月的观察期后，这种超凝胶能在约4个月内在盐溶液中降解。
作者在大鼠中测试了该传感器，发现颅内压和温度的测量值与临床工具的结果一致，他们指出该传感器到第五周都未出现明显降解。作者还在猪的体内测试了这种超凝胶，发现与临床探针相比，它能成功测得颅内压的变化。
作者表示，这个超凝胶器件或能避免通过传统手术植入和取出无线传感器的需求，而且可以同步植入多个传感器，监测体内更大区域的信号。
利用超声波反射将凝胶基作为大脑传感器的示意图。来源：Tang et al
Nature
DOI: 10.1038/s41586-024-07334-y
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Injectable ultrasonic sensor for wireless monitoring of intracranial signals
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