该团队开发了一种可溶解的无线传感器来监控大脑

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该团队开发了一种可溶解的无线传感器来监控大脑

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一组神经外科医生和工程师开发了一种无线大脑传感器,它可以监测颅内压力和温度,然后被人体吸收,从而消除了手术移除仪器的需要。这些植入物是由圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家和伊利诺伊大学香槟分校的工程师联合开发的。它们可能用于监测颅脑外伤患者,但研究人员认为,它们可以构建类似的可吸收传感器来监测全身器官系统的活动。他们的发现发表在1月18日的《自然》杂志网上。

共同第一作者,华盛顿大学医学院和圣路易斯巴恩斯犹太医院神经外科住院医师罗里KJ墨菲博士说:“电子设备及其生物医学应用正在迅速发展。”“但一个主要障碍是植入体内的植入物通常会引发免疫反应,这对患者来说可能是个问题。这些新装置的优点是,它们会随着时间的推移而溶解,所以你的身体长期没有任何东西,这增加了感染、慢性炎症甚至通过皮肤或放置的器官侵蚀的风险。此外,使用可吸收装置不需要手术来取出它们,从而进一步降低了感染和进一步并发症的风险。”

墨菲最感兴趣的是监测脑外伤患者的脑压和脑温。

在美国,每年大约有5万人死于这种伤害。这种损伤的患者到达医院后,医生必须能够准确测量大脑和颅骨内的颅内压,因为压力升高会导致进一步的脑损伤,不可能可靠地估计大脑的压力水平扫描或患者的临床特征。

“然而,今天普遍使用的设备是基于80年代的技术,”墨菲解释说。“它们又大又笨拙,电线都连在重症监护室的监视器上。”这有助于他们提供准确的读数,但也有一些方法可以让他们变得更好。"

墨菲与伊利诺伊大学材料科学与工程教授约翰罗杰斯博士实验室的工程师合作制造新传感器。该设备主要由聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)和有机硅制成,可传输准确的压力和温度读数等信息。

罗杰斯说:“通过先进的材料和设备设计,我们已经证明,我们可以在硬件上制造出能够提供高性能和临床相关操作的电子植入物,在不再需要相关功能后,这些电子植入物将被完全吸收到体内。”"这种生物电在临床护理的许多领域有很大的潜力."

研究人员在盐溶液中测试了传感器,几天后将其溶解。接下来,他们在实验室老鼠的大脑中测试了这些设备。

已经证明这种传感器是准确的,可以溶解在老鼠的溶液和大脑中,研究人员现在计划在病人身上测试这种技术。

华盛顿大学神经病学和整形外科助理教授、医学博士威尔逊雷(Wilson Ray)表示:“就涉及规模和规模的重大挑战而言,我们已经跨越了一些关键的桥梁。”

在脑外伤患者中,神经外科医生试图使用药物来降低颅骨内的压力。如果压力没有充分降低,病人通常会接受手术。在这种手术中,新设备可以放置在大脑的多个位置。

“最终的策略是要有一个可以植入大脑或身体其他器官的装置,这个装置可以完全植入并与你要监测的器官紧密相连,可以无线传输信号,提供有关健康的信息。墨菲说。然后过了你真正想监控的关键期,就消失不见了。"

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