近日，發表在《Advanced Functional Materials》上的一項研究中，來自塔夫茨大學的研究團隊開發了一種類似紋身的絲基材料可植入式傳感器，當暴露于不同的血氧水平時，它在特定光線下會發出更亮或更暗的光。

血液中的葡萄糖、乳酸、電解質和溶解氧等物質，為了解身體的健康和表現提供了一個窗口。在醫療環境中，醫生通過抽血或連接到大型設備來追蹤血液中的各種物質。在某些特定環境下，非侵入性持續監測血液中各種物質的水平，在診療疾病時可能帶來巨大的優勢。例如，糖尿病患者必須每天抽血來讀取血糖，以決定吃什么或何時服藥。相比之下，塔夫茨團隊的愿景是讓血糖監測變得更加容易，確切地說是根據病情使皮膚閃光。

這種新型傳感器由絲素蛋白形成的凝膠組成。由于具有獨特的特性，絲素蛋白其特別適合作為可植入材料。當它們被重新組裝成凝膠或薄膜時，可以對其進行調整以形成一種可在皮膚下持續數周到一年以上的結構；而當絲素蛋白分解時會與身體相容，不太可能引發免疫反應。

該研究通訊作者、塔夫茨大學工程學院工程教授David Kaplan說：“絲素蛋白融合了許多重要特性。我們可以將其制成薄膜、海綿、凝膠等。它不僅具有生物相容性，而且可以在不改變化學特性的情況下與各種能檢測環境中分子的添加劑相容。”

為了開發這種氧傳感器，研究人員使用了一種名為PdBMAP的添加劑，它在暴露于可穿透皮膚的光線時會發出磷光。PdBMAP發出的光強度和持續時間與環境中的氧氣水平成正比。由于絲素蛋白凝膠對周圍的液體具有滲透性，因此，PdBMAP可以感知周圍血液中相同的氧氣水平。PdBMAP的另一個特性是，當它暴露于可穿透皮膚的光線下時會發光，而其他候選傳感器只能對無法穿透皮膚的光線做出響應。

在實驗中，植入式傳感器實時檢測動物模型中的氧氣水平，準確跟蹤氧氣的高、低和正常水平。Kaplan說：“可以設想這種皮下的植入式傳感器有很多有用的場景：比如，需要在傳統臨床環境之外進行長時間監測的慢性病患者。我們可以使用皮膚下的傳感器陣列跟蹤多種血液成分。”

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202202020

注：此研究結果摘自《Advanced Functional Materials》，文章內容不代表本網站觀點和立場，僅供參考。

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