柔性傳感器在人機交互、醫療監測等方面引起了越來越廣泛的關注。與體外監測相比，體內監測能提供更準確、更可靠的生命體征信息，為病人提供更精確、更全面的護理。植入式柔性傳感器（IFSs）具有信號讀取能力強、質量輕、柔性好、與人體組織相適應等獨特優勢，在健康監測領域具有廣闊的應用前景。隨著個性化健康管理意識的增強和對持續監測人體健康信息的需求，植入式柔性傳感器在臨床治療的生物醫學設備的應用中正獲得前所未有的關注。

近日，南京郵電大學趙強教授團隊在Advanced Healthcare Materials雜志上發表了題為“Implantable Flexible Sensors for Health Monitoring”的綜述。該綜述概述了植入式柔性傳感器在生命體征監測中的應用，強調了其在體內應用的基本條件，主要包括傳感器的可拉伸性和無線自供電特性，并特別關注了可保持優異生物安全性（即生物相容性、生物可降解性和生物可吸收性）的傳感材料。此外，該綜述還系統地總結了植入式柔性傳感器在腦部監測、眼部監測和血液監測方面的應用。最后，作者總結并展望了植入式柔性傳感器在臨床上的應用。

隨著醫療檢測需求的不斷增加，在實際應用中對植入式柔性傳感器的要求也越來越苛刻。例如具有與組織兼容的機械可拉伸性，避免感染等損害的絕對生物安全性，能夠在體內連續運行的自供電和無線傳輸，以及合適的尺寸以減少植入手術造成的創傷和減輕人體疼痛。

圖1 植入式柔性傳感器未來發展面臨的挑戰 ?

植入式柔性傳感器的應用

人類大腦的壓力、溫度和神經刺激都是值得監測的物理和化學數據。這些數據有利于健康管理和疾病治療，可以準確監測基本健康狀況和早期診斷許多疾病。對于侵入性顱內監測，柔性化學和電生理傳感器越來越普遍，因為與傳統傳感器相比，它們具有優異的靈活性和更好的適合組織，可以防止不必要的損害。

眼壓升高是青光眼的最大危險因素，由于青光眼的進展緩慢且無癥狀，因此早期診斷和治療非常重要，但也具有挑戰性。柔性眼內壓監測傳感器可以幫助患者監測眼壓，以確定青光眼的狀態。侵入性和非侵入性柔性傳感器是目前用于眼內壓跟蹤的兩種主要類型。

圖2 植入式柔性傳感器在大腦與眼部監測領域的應用 ?

植入式柔性傳感器血液監測的重點是監測體內各種生化成分（如葡萄糖、乳酸、多巴胺、谷氨酸等），以判斷機體是否異常。多種血液生化成分的改變可能導致糖尿病、呼吸困難、神經系統疾病等。由于植入式柔性傳感器能夠實現持續的血液監測，從而快速診斷病變，減輕患者的痛苦，提高生活質量。

其它監測方面還包括耳蝸、胃腔監測、尿道導管壓力監測、口腔檢測等，在這些領域，植入式柔性傳感器也有助于長期監測的實現。

圖3 植入式柔性傳感器在血液監測領域的應用 ?

近年來，植入式柔性傳感器迅速發展，被用于身體的各個部位，并逐漸從獨立的組成部分演變為高度集成的器件。然而，柔性電子是一種新興、高度集成化的應用技術，從材料到器件再到應用仍處于早期發展階段。首先，材料種類選擇有限就是一個主要挑戰，既要保證器件的監測性能，也要保證器件的可拉伸性與生物安全性。不僅如此，植入式器件的功能還必須解決長壽命的問題。如果成功解決上述問題，植入式柔性傳感器有望實現持續的健康監測和及時的醫療診斷，增加疾病預防和治療的希望。

審核編輯：劉清