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美國斯坦福大學開發新型可降解的血流傳感器

作者:深圳銘之光 發布時間:2019-01-23 14:22:05
  近期,在與傳感器技術相關的生物醫療領域,有哪些最新應用呢?來看看以下三則簡訊。
 
可生物降解的壓力傳感器包裹在血管周圍,天線偏向一邊(分層顯示天線的結構細節)
 
  1.斯坦福大學開發新型可降解血流傳感器
 
  不久前,美國斯坦福大學研究團隊研發出生物可分解的血流傳感器,可以趁血管手術時包裹住動脈,以監控術后的血流情況,讓醫生知道血管有沒有堵塞,以免爆發嚴重的并發癥。由于這款傳感器是生物可分解的,久而久之會自動分解消失,不用特地動手術移除。
 
  此前要確認血管手術的成敗一直很困難,有時候發現問題的時候為時已晚,以致病患還要接受第二次血管手術。但如果醫生可以妥善監控血管術后的血流情況,就可以提早發現問題,以免問題惡化。
 
  該植入式設備采用電容條的形式,一端纏繞血管,另一端固定在天線上。由于血管搏動會扭曲傳感器的內部表面,影響它儲存電荷的能力,因此可以透過傳感器來監測。研究團隊目前為止只在老鼠身上測試過,包裹在老鼠的動脈后,確實可以提供血流的數據。
 
  該設備基于觸敏機器人皮膚的技術,并且在血管愈合后無害地生物降解。研究成員Paige Fox看好這項技術,認為血流測量對于許多醫療領域至關重要,包括血管移植、重建手術和心臟手術等。
 
  未來研究團隊還要調整傳感器的材質,以提升敏感度和耐用性。
 
該柔性微型機器人的計算機模型
 
  2.柔性微型機器人可在體內“游泳”
 
  近日,瑞士和英國研究人員在美國《科學進展》雜志上發表報告說,他們開發出一款柔性微型機器人。“像活體微生物”一般,這款機器人可在有黏性或快速流動的液體中“游泳”,未來有望將藥物送達體內的病灶組織。
 
  論文通訊作者、瑞士蘇黎世聯邦理工大學的布拉德利·內爾松說,自然界有許多隨環境變化而變形的微生物,他們由此受到啟發,開發了這款機器人。
 
  士蘇黎世聯邦理工大學、洛桑聯邦理工大學和英國劍橋大學研究人員聯合研發的這款機器人由凝膠狀納米復合材料構成,凝膠內有磁性納米粒子,可被電磁場控制,也可以自行在體內運動,不需要傳感器或制動器即可變形。
 
  據悉,這款機器人可在有黏性或快速流動的液體中移動,并不會引起身體的排斥反應。在通過狹窄的血管等曲折的系統時,它的速度、方向和可控性都不受影響。
 
  參與研究的洛桑聯邦理工大學的塞爾曼·薩卡爾告訴新華社記者,這款機器人長度約1毫米,借助其他技術,它還可以變得更小。研究人員說,這款機器人造價不高,目前研究團隊正在改善其在人體體液內的運動表現。
 
  3.印度研究人員開發出檢測與量化細菌的生物傳感器
 
  近日,印度理工學院(簡稱IIT)德里分校的研究人員開發出用于細菌檢測的生物傳感器及移動應用程序。
 
  這款移動應用程序被稱為“比色檢測器”,其使用方法是將生物傳感器安裝在手機攝像頭的前端,攝像頭拍攝圖像后,該應用程序對圖像進行分析。由于活菌的存在會導致生物傳感器表面顏色變黑,應用程序再根據顏色的變化程度進行測量。一旦其變化程度達到設定值,手機就會開始振動并發出紅色信號。這樣的使用方法讓細菌檢測變得簡單、便攜,成本效益可期。
 
  這款生物傳感器依賴于一種由活菌產生的硫化氫氣體,這種氣體信號分子可在細菌群感應系統中傳遞生物信號。其核心裝置是銀納米棒傳感器,它與硫化氫結合會發生化學反應,形成黑色的硫化銀。銀納米棒的顏色和濕潤度在其接觸到活菌時會發生變化,相反地,死菌不會與其發生任何反應。
 
  通過觀察傳感器陣列顏色和濕潤度的變化程度,人們可以輕松地區分活菌和死菌以及抗生素耐藥細菌和正常菌群。另外,該裝置可供人類預防傳染病的傳播。
 
  測試表明,與傳統方法需要16至24小時才能得出檢測結果相比,這款基于移動應用程序的生物傳感器僅在6小時內就檢測并區分出活菌和死菌。研究人員稱,這項技術對醫院和診所診斷由抗生素耐藥性與非耐藥性病原體引起的細菌感染和其他相關疾病具有潛在的應用價值。
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