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新型微型無(wú)線植入設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量皮膚深層組織中的氧合水平

2021-06-10 09:08:49 來(lái)源：科技部

近日，發(fā)表在《Nature Biotechnology》上的一項(xiàng)研究中，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校和加州大學(xué)舊金山分校的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的微型無(wú)線植入設(shè)備。它可以實(shí)時(shí)測(cè)量皮膚深層組織中的氧合水平。這種設(shè)備比普通瓢蟲(chóng)還要小，由超聲波提供能量，它可以對(duì)手術(shù)或重癥監(jiān)護(hù)患者進(jìn)行深層組織的氧合監(jiān)測(cè)，并對(duì)潛在的器官移植失敗或功能障礙提供早期預(yù)警。

這項(xiàng)技術(shù)還為各種微型傳感器的開(kāi)發(fā)鋪平了道路。該無(wú)線植入物可以跟蹤人體內(nèi)其他關(guān)鍵的生化標(biāo)記，如pH值或二氧化碳。在未來(lái)某天，這些傳感器可以為醫(yī)生提供微創(chuàng)方法來(lái)監(jiān)測(cè)功能器官和組織內(nèi)部的生化指標(biāo)。

研究通訊作者、加州大學(xué)伯克利分校的電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Michel Maharbiz說(shuō)：“測(cè)量體內(nèi)深層組織的情況非常困難。這個(gè)新的植入物展示了如何利用超聲波技術(shù)結(jié)合非常巧妙的集成電路設(shè)計(jì)，制造出可以深入到組織中的復(fù)雜植入物，以從器官或組織中獲取數(shù)據(jù)。”

氧氣是使細(xì)胞能夠利用食物能量的關(guān)鍵成分，而身體幾乎所有組織都需要穩(wěn)定的氧氣供應(yīng)才能生存。大多數(shù)測(cè)量組織氧合作用的方法只能提供身體表面附近的信息，因?yàn)樗鼈円蕾囉陔姶挪?，比如紅外線，而紅外線只能穿透皮膚或器官組織幾厘米。雖然有一些類(lèi)型的磁共振成像可以提供深層組織氧合作用的信息，但它們需要較長(zhǎng)的掃描時(shí)間，因此無(wú)法實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)。

自2013年以來(lái)，Maharbiz一直在設(shè)計(jì)使用超聲波與外界無(wú)線通信的微型植入設(shè)備。超聲波是一種無(wú)法被人耳檢測(cè)到的高頻聲音，它能以比電磁波更長(zhǎng)的距離無(wú)害地穿過(guò)人體，已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)中超聲成像技術(shù)的基礎(chǔ)。

標(biāo)簽：微型無(wú)線植入測(cè)量皮膚深層組織氧合