外科導(dǎo)管在醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(shù)部位積液以防炎癥物質(zhì)累積。但是，感染常發(fā)于導(dǎo)管與組織交界處。例如顱腦、腹腔和尿道植入引流導(dǎo)管引發(fā)感染的概率分別為43.5％、51.8％和80％以上。此外，未能及早監(jiān)測(cè)出植入引發(fā)的感染易導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)不可逆的組織損傷及認(rèn)知行為異常，尤其腦室引流引發(fā)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(dǎo)管部位進(jìn)行原位溫度監(jiān)測(cè)對(duì)于及早診斷和干預(yù)感染發(fā)生至關(guān)重要。

臨床上通常采用植入附加設(shè)備來采集植入導(dǎo)管后原位溫度變化。然而，當(dāng)通過手術(shù)移除該附加設(shè)備時(shí)易造成植入部位的二次損傷，同時(shí)植入附加設(shè)備增加患者的就醫(yī)成本。近來研究將溫度傳感器陣列耦合在導(dǎo)管表面進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，但該溫度傳感器與軟組織的機(jī)械性能不匹配，易導(dǎo)致植入部位出現(xiàn)組織損傷。

成果簡介

近日，南京大學(xué)張曄課題組開發(fā)設(shè)計(jì)了一種實(shí)時(shí)溫度感應(yīng)的水凝膠涂層，應(yīng)用在外科導(dǎo)管的外表面上來對(duì)包括顱腦、腹腔和尿道在內(nèi)的各植入部位進(jìn)行感染監(jiān)測(cè)。該水凝膠涂層實(shí)現(xiàn)了2.90% ℃?1的電阻溫度系數(shù)，在可植入溫度感應(yīng)設(shè)備中處于地位，且傳感性能在各種重復(fù)變形和整個(gè)植入周期內(nèi)保持穩(wěn)定。此外，水凝膠涂層在機(jī)械性能上與人體組織匹配，改善了導(dǎo)管與組織的接觸界面。在腦部感染模型中，傳感器時(shí)間監(jiān)測(cè)到異常的局部溫度信號(hào)，并提供前期預(yù)警以應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)情況，極大地改善了個(gè)體存活率和發(fā)育狀況。

總結(jié)展望

該工作通過設(shè)計(jì)開發(fā)了一種用于醫(yī)療導(dǎo)管的溫度傳感水凝膠涂層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大腦、腹腔和尿道等各植入部位溫度的原位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于醫(yī)療導(dǎo)管引發(fā)感染的早期預(yù)警具有重要價(jià)值。未來可在涂層中擴(kuò)展集成多種生物信號(hào)的監(jiān)測(cè)，將對(duì)個(gè)性化預(yù)防、診斷和智能醫(yī)療導(dǎo)管的應(yīng)用具有重要意義。

來源：傳感器專家網(wǎng)