美国科研人员开发一种新型微型无线植入设备，可实时测量组织的氧合作用

2021年3月29日发表在Nature Biotechnology上的一项研究中，来自美国加州大学伯克利分校和加州大学旧金山分校的研究人员开发了一种新的微型无线植入设备。它可以实时测量皮肤深层组织中的氧合水平。这种设备比普通瓢虫还要小，由超声波提供能量，它可以对手术或重症监护患者进行深层组织的氧合监测，并对潜在的器官移植失败或功能障碍提供早期预警。

这项技术还为各种微型传感器的开发铺平了道路。该无线植入物可以跟踪人体内其他关键的生化标记，如pH值或二氧化碳。在未来某天，这些传感器可以为医生提供微创方法来监测功能器官和组织内部的生化指标。

研究通讯作者、加州大学伯克利分校的电子工程和计算机科学教授Michel Maharbiz说：“测量体内深层组织的情况非常困难。这个新的植入物展示了如何利用超声波技术结合非常巧妙的集成电路设计，制造出可以深入到组织中的复杂植入物，以从器官或组织中获取数据。”

氧气是使细胞能够利用食物能量的关键成分，而身体几乎所有组织都需要稳定的氧气供应才能生存。大多数测量组织氧合作用的方法只能提供身体表面附近的信息，因为它们依赖于电磁波，比如红外线，而红外线只能穿透皮肤或器官组织几厘米。虽然有一些类型的磁共振成像可以提供深层组织氧合作用的信息，但它们需要较长的扫描时间，因此无法实时提供数据。

自2013年以来，Maharbiz一直在设计使用超声波与外界无线通信的微型植入设备。超声波是一种无法被人耳检测到的高频声音，它能以比电磁波更长的距离无害地穿过人体，已经成为医学中超声成像技术的基础。