原创 Cell Press CellPress细胞科学物质科学Physical science2024年11月5日,首都医科大学生物医学工程学院研究团队与复旦大学附属华山医院放射肿瘤中心合作,在Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Report Physical Science在线发表了题为“Harness-inspired and fully implantable electronic system for real-time urine volume monitoring”的研究论文。研究人员受安全带启发,开发出一种名为E-harness的膀胱电子线束,用于尿量监测。该装置无需缝合线或粘合剂即可贴合膀胱,由二维软薄膜简易制备成三维器件。集成的软应变传感器和无线系统可高精度测量膀胱液体量,分辨率达0.16毫升,且1个月内不会脱落。E-harness尺寸易调节,适用于不同大小的动物,具有普适性和个性化设计潜力。研究亮点:无需使用缝合线和粘合剂即可与膀胱适形结合由二维软薄膜简易制备而来的三维器件通过 NFC 无线读取尿量,分辨率可达0.16 mL成果简介下尿路功能障碍患者通常无法感知尿量,可植入传感器用于监测膀胱尿量。将传感器固定到膀胱需要缝合或使用对膀胱有侵入性的合成粘合剂。受通过绑带与身体结合的安全带/安全背心的启发,我们提出了用于尿量监测的膀胱电子线束 (E-harness)。E-harness 是一种不粘的二维结构,可以缠绕在膀胱周围而不会伤害膀胱。它也足够柔软,在膀胱膨胀时不会对膀胱施加额外的压力。E-harness 集成了软应变传感器和无线系统,可以贴合膀胱,可以高精度(约 0.16 毫升)测量膀胱液体量,并且 1 个月内不会脱落。E-harness 的尺寸易于调节,可用于小鼠等小动物和猪等大型动物。E-harness系统的设计猪膀胱呈近似椭圆体形。大多数传感器无法在不使用缝合线或粘合剂的情况下固定在膀胱上。为了防止缝合线对膀胱造成物理损伤和形成组织粘连,我们采用了几何保形方法将传感器包裹在膀胱外表面。受安全带的启发,安全带可以通过绑带牢固地固定在物体上,我们将2个应变传感器和液态金属线嵌入安全带结构的不同绑带中,以便传感器可以牢固地覆盖膀胱并监测变形,如图1A所示。图2 E-harness系统体外测量测试(A) 包裹膀胱的E-harness与配备液态金属天线的处理电路相连。(B) 通过手机上的NFC应用程序直接读取膀胱液量。总结我们开发了一种E-harness,它可以紧密包裹在不规则的膀胱表面,而不会脱落。使用E-harness系统可以通过NFC直接无线读取膀胱尿量。超薄的厚度和优异的弹性使其能够完全贴合膀胱表面,对膀胱的限制很小。用背带结构覆盖膀胱不会像缝合那样对膀胱造成物理损伤,并且在1个月的植入过程中背带不会滑落。2D E-harness薄膜的带子缠绕在膀胱周围,然后对应连接,形成牢固覆盖膀胱的3D E-harness结构。同时,我们只需要使用简单廉价的2D制备技术,而不需要复杂昂贵的3D制备技术。由于2D制备平台的尺寸不受限制,E-harness的尺寸可大可小,具有良好的通用适用性,可以根据用户膀胱大小进行定制,有助于在临床应用中为患者个性化设计。相关论文信息论文原文刊载于Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Reports Physical Science原标题:《首都医科大学申鑫宇团队CRPS:给膀胱穿上E-harness安全背心 | Cell Press论文速递》摘要:原创 Cell Press CellPress细胞科学物质科学Physical science2024年11月5日,首都医科大学生物医学工程学院研究团队与复旦大学附属华山医院放射肿瘤中心合作,在Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Report Ph
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