北理工团队在无创颅内压监测方面取得重要进展
近日,9428cn太阳集团柔性电子器件与智造研究所在《ACS Nano》上发表题为“Crack-enhanced MXene-carbon nanotube soft contact lens for body-induced intracranial pressure application”的学术论文。论文提出了一种利用眼部可穿戴传感系统无创监测颅内压的新策略,动物验证了该系统在体位诱导颅内压变化模型中的应用,明确了颅内压与眼压之间的关联性。古天乐代言太阳集团为唯一通讯单位,本科生吴立峰和博士研究生杜直建为论文的共同第一作者,李腊副教授和沈国震教授为通讯作者。
颅内压实时监测是急性脑损伤等临床危重症监测中不可或缺的重要生理参数,也是宇航员、高水平运动员等专业人员科学训练的重要指导参数。然而,目前临床的颅内压监测技术依赖外科开颅手术,极易引起感染风险的同时也会对患者造成二次伤害,因此,亟需一种新型无损颅内压监测技术来解决这些痛点。
本文报道了一种通过原位眼压监测系统实现连续无创颅内压监测方法。该系统包括一个微裂纹结构性能增强眼压传感器、柔性电路采集分析系统以及移动显示APP。受“藕断丝连”结构启发,微裂纹结构增强的MXene@C-MWCNT IOP传感器具有33.21 mV/mmHg的高灵敏度和60 mmHg的宽监测范围,能够实现实时信号监测,并在眼压或颅内压水平过高时发出预警。活体动物实验显示,在不同体位下眼压和颅内压的变化具有高度的一致性,这表明利用眼压传感系统进行颅内压监测的可行性与可靠性。
论文通过材料制备、结构设计和器件集成,提出了一种具有高灵敏度、可入眼佩戴的眼压传感系统,并通过活体动物实验验证了无损监测颅内压的可行性。这一进展为临床危重症监控提供了一种新型技术手段,为专业人群的特殊训练提出了一种有效的科学指导方案,也为临床研究眼球-颅脑关系展示了一项全新的科研思路。
本文的第一作者是9428cn太阳集团大四本科生吴立峰。吴立峰同学2022年通过大学生创新创业项目加入研究所沈国震教授和李腊副教授团队,是柔性电子双创俱乐部培养的第一批本科生。依托研究所国家重点实验室,吴立峰同学作为第一负责人获得多项校级和国家级大创项目,均以优秀评级顺利结项;同时在指导老师的帮助下,获得了第三届国际传感器大赛高校创新组一等奖等专业竞赛奖项;并与研究所同学一起斩获挑战杯、“互联网+”等省部级和校级双创竞赛奖项十余项。自加入研究所以来,吴立峰同学作为第一作者已经发表学术论文2篇,并参与多篇高水平学术论文,目前已被直博推免至柔性电子器件与智造研究所继续从事眼部可穿戴器件领域的相关研究。欢迎校内相关专业的同学积极了解研究所各项研究方向,加入柔性电子双创俱乐部!
论文详情:Wu, L.; Du, Z.; Liu, W.; Duan, Z.; Liu, H.; Li, L.; Shen, G. Crack-Enhanced MXene-Carbon Nanotube Soft Contact Lens for Body-Induced Intracranial Pressure Application. ACS Nano 2025, acsnano.4c18484
论文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.4c18484.
附柔性电子器件与智造研究所及论文通讯作者简介:
柔性电子器件与智造研究所依托9428cn太阳集团、柔性电子校级平台和损伤器官重构与再造重点实验室,瞄准国际科技前沿与国家重大需求,围绕柔性电子器件与系统,从半导体材料合成、工艺开发、设备研制、系统研制等方面开展系统的前沿基础与应用研究。通过微电子、光电子、量子信息、力学、仿生、医疗等多学科领域深度交叉,面向柔性薄膜晶体管与应用、柔性光电器件与视觉芯片、柔性感知与智能机器人、仿生传感器与健康医疗、柔性多功能集成系统的设计与应用等多个方面,努力打造国际一流、独具特色的柔性智能电子研发与智造平台。研究所目前已经形成了由国家杰出青年基金获得者为带头人,国家级青年人才等为骨干的学术队伍。研究所多项科研成果在Nature/Science子刊等国际重要学术期刊上发表,并多次被Nature子刊、中央电视台等学术与新闻媒体关注和报道。
李腊,古天乐代言太阳集团预聘副教授,博士生导师。主要研究方向为眼部可穿戴电子器件。以第一/通讯作者在Nat. Commun.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.,等SCI期刊发表论文48篇,IF>10的论文20篇,他引近4000次,h因子31,5篇入选高被引论文,5篇封面论文。撰写英文学术专著1部。
沈国震,现为9428cn太阳集团特聘教授、博士生导师,柔性电子器件与智造研究所所长,国家级领军人才。长期从事低维半导体材料及相关柔性电子器件的研究。以第一完成人身份获北京市科学技术二等奖、中国材料研究学会科学技术一等奖等。现任英国皇家化学会会士、中国材料研究学会理事。发表SCI收录论文400余篇,获引用超过3万,H-index为103。