美國科研人員開發(fā)一種新型微型無線植入設備，可實時測量組織的氧合作用

2021年3月29日發(fā)表在Nature Biotechnology上的一項研究中，來自美國加州大學伯克利分校和加州大學舊金山分校的研究人員開發(fā)了一種新的微型無線植入設備。它可以實時測量皮膚深層組織中的氧合水平。這種設備比普通瓢蟲還要小，由超聲波提供能量，它可以對手術或重癥監(jiān)護患者進行深層組織的氧合監(jiān)測，并對潛在的器官移植失敗或功能障礙提供早期預警。

這項技術還為各種微型傳感器的開發(fā)鋪平了道路。該無線植入物可以跟蹤人體內其他關鍵的生化標記，如pH值或二氧化碳。在未來某天，這些傳感器可以為醫(yī)生提供微創(chuàng)方法來監(jiān)測功能器官和組織內部的生化指標。

研究通訊作者、加州大學伯克利分校的電子工程和計算機科學教授Michel Maharbiz說：“測量體內深層組織的情況非常困難。這個新的植入物展示了如何利用超聲波技術結合非常巧妙的集成電路設計，制造出可以深入到組織中的復雜植入物，以從器官或組織中獲取數據。”

氧氣是使細胞能夠利用食物能量的關鍵成分，而身體幾乎所有組織都需要穩(wěn)定的氧氣供應才能生存。大多數測量組織氧合作用的方法只能提供身體表面附近的信息，因為它們依賴于電磁波，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，但它們需要較長的掃描時間，因此無法實時提供數據。

自2013年以來，Maharbiz一直在設計使用超聲波與外界無線通信的微型植入設備。超聲波是一種無法被人耳檢測到的高頻聲音，它能以比電磁波更長的距離無害地穿過人體，已經成為醫(yī)學中超聲成像技術的基礎。