醫用外科導管在醫學領域被廣泛使用,不僅可直接輸送藥物至特定組織,也可引流手術部位積液以防炎癥物質累積。但是,感染常發于導管與組織交界處。例如顱腦、腹腔和尿道植入引流導管引發感染的概率分別為43.5%、51.8%和80%以上。此外,未能及早監測出植入引流管引發的感染易導致機體出現不可逆的組織損傷及認知行為異常,尤其腦室引流引發的感染可能增加患者的死亡率。植入部位感染初期顯著特征是原位溫度升高,而臨床診斷常使用體溫或核心溫度,具有滯后性及2~4 ℃的誤差。因此,在植入導管部位進行原位溫度監測對于及早診斷和干預感染發生至關重要。
臨床上通常采用植入附加設備來采集植入導管后原位溫度變化。然而,當通過手術移除該附加設備時易造成植入部位的二次損傷,同時植入附加設備增加患者的就醫成本。近來研究將溫度傳感器陣列耦合在導管表面進行溫度監測,但該溫度傳感器與軟組織的機械性能不匹配,易導致植入部位出現組織損傷。
在大鼠顱腦感染模型中,局部腦溫在30分鐘內從35.08 ℃上升至36.57 ℃,在水凝膠涂層溫度傳感的實時監測下,顱腦感染的大鼠及早受到干預治療,40分鐘后大鼠顱腦溫度恢復正常。由于大腦原位溫度監測的及時性和準確性,大鼠的存活率提高到90%。未有水凝膠溫度傳感器的早期預警及干預治療,顱腦感染的大鼠存活率僅為60%,且顱腦的神經元凋亡明顯增加,通過曠場實驗發現其認知行為出現異常(圖5)。這些結果表明,與傳統的體表溫度監測相比,水凝膠涂層原位溫度感應對植入導管引發的感染具有及早發現和干預的重要意義。
該工作通過設計開發了一種用于醫療導管的溫度傳感水凝膠涂層,實現了對大腦、腹腔和尿道等各植入部位溫度的原位實時監測,對于醫療導管引發感染的早期預警具有重要價值。未來可在涂層中擴展集成多種生物信號的監測,將對個性化預防、診斷和智能醫療導管的應用具有重要意義。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202310260
- 中國地質大學(北京)聯合武漢大學 AFM:一種用于植物生長照明和光學溫度傳感雙功能的可回收發光透明木膜 2025-04-16
- 華南理工大學江賽華教授課題組 JMCA:基于熱響應性膽甾相液晶彈性體的機器視覺表面溫度監測 2025-01-13
- 復旦大學宋恩名青年研究員/梅永豐教授 PNAS:一種集成非晶硅溫度傳感器陣列的柔性炎癥監測與治療系統用于局部創面炎癥的監測與治療 2024-12-05
- 寧波材料所趙文杰、嚴明龍 Small:污損抑制/阻抗與自我更新協同的可降解有機硅水凝膠涂層 2025-05-10
- 西南林大杜官本院士、楊龍研究員團隊 Nano lett.:面向水下電子皮膚的溫控響應纖維素基 Janus 智能水凝膠 2025-05-09
- 西安交大成一龍/初大可團隊 AFM:Tempo功能化不對稱功能水凝膠用于組織/器官損傷修復 2025-05-07
- 吉林大學李洋課題組 AFM:通過離子液體陰離子-陽離子協同作用解鎖固體全疏光滑涂層的室溫自修復 2025-05-08