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  香港城市大學胡金蓮教授團隊在《Advanced Science》以“Wearable Bioelectronics for Home-Based Monitoring and Treatment of Muscle Atrophy”為題發表重磅綜述，系統提出肌肉萎縮居家診療的創新技術體系。針對全球超10%老年人受肌肉萎縮困擾、醫療成本高昂的現狀該綜述整合五大監測技術（機械傳感器，肌電圖（EMG），生物電阻抗（BIA），超聲貼片和電化學傳感器）與四大治療策略（經皮電刺激，植入式生物電子，生物電子藥物遞送，外肌肉系統（ExoMuscles）），構建閉環解決方案（圖1）。

圖1.肌肉萎縮居家監測和治療的可穿戴生物電子技術

  監測技術主要分五類：機械傳感器方面，壓阻式通過導電材料變形改變電阻值來感知壓力，電容式則利用電極間距變化引起電容變化。特別值得注意的是電感式傳感器，它通過肌肉體積變化影響磁場來檢測靜態萎縮，這在可穿戴設備中很少見。肌電圖監測的突破在于高密度電極陣列能繪制電流傳播圖，區分神經源性和肌源性萎縮。而生物電阻抗的創新點在于旋轉式測量，通過電極陣列旋轉分析肌肉各向異性，比傳統方法更敏感。超聲貼片的關鍵是柔性壓電材料能貼合皮膚曲面，且新型復合材料解決了傳統陶瓷脆性問題。電化學傳感器的進步在于非酶檢測方法提升了穩定性，多路復用芯片則能同時分析多種標志物。

  治療領域實現突破性進展：經皮電刺激采用空間分布式電極陣列與指數爬升脈沖波形優化神經肌肉激活，同步降低刺激不適。植入式系統利用摩擦電/壓電效應將機械能轉化為靶向電刺激，其中動態共價聚合物電極耐受組織形變，MXene微針實現神經肌肉同步調控。生物電子藥物遞送分兩路徑——高壓電穿孔增強核酸類藥物胞內遞送效率，低壓離子電滲驅動多肽抑制劑透皮轉運，二者通過導電水凝膠載體協同提升生物利用率。外肌肉系統則整合人工肌肉驅動與肌電意圖識別，形成感知-致動閉環。

  研究團隊提出肌肉萎縮智能診療閉環系統的三級發展路徑（圖2）：在技術整合層，重點突破多模態生物傳感融合與自適應治療策略（基于萎縮分型的電刺激參數自優化）。臨床轉化層將建立診療一體化平臺，通過數字孿生肌肉模型實現“監測數據驅動治療參數動態調整”的實時閉環，其中云端電刺激參數庫支持個性化方案生成。應用生態層則致力于構建跨學科標準體系，涵蓋柔性電子、AI決策（治療參數溯源機制）及醫療倫理框架（植入設備數據隱私保護）。核心科學挑戰包括開發組織兼容性動態界面材料（隨萎縮進程自適應阻抗匹配）、解析多病因萎縮的分子-電生理耦合機制、以及解決自供電設備在低活動量患者中的能量捕獲瓶頸。最終目標形成覆蓋“早期預警-精準干預-功能代償”的全周期肌肉健康管理系統。

圖2. 生物電子實現肌肉萎縮居家監測和治療的挑戰和解決方案

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202502831