蚕丝蛋白水凝胶，柔性力学传感器，触发降解，健康监测，原位治疗

 

 

　　

　　

柔性力学传感器是一种可以感知外界应力应变等力学信号的柔性电子器件，其优异的柔韧性，克服了传统硅基电子器件刚性易折断的不足，可共型贴敷于不规则的人体皮肤与组织器官表面，易于和人体集成，在健康医疗领域表现出广阔的应用前景。目前，柔性力学传感器在灵敏度、贴服性等方面已经取得了较为可观的进展，然而，大多数柔性力学传感器只能满足健康监测的需求，却不能及时治疗检测到的疾病，限制了柔性力学传感器在健康医疗领域的应用。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所陶虎课题组和复旦大学附属华山医院神经外科毛颖团队针对这一问题，基于蚕丝蛋白水凝胶研发了一种人体可集成、酶触发可降解的柔性力学传感器，集健康监测与原位治疗功能于一体。在该项工作中，研究者从机械性能优异、生物兼容性良好、降解性能可控、易于功能化的蚕丝蛋白水凝胶出发，结合导电性和机械性能优良的碳纳米管，开发出了一种对压缩、拉伸、弯曲等多种应力应变均有良好的电阻响应的柔性力学传感器；并通过手势识别、语音识别、颅内压监测、运动模式识别等四个应用实例，展示了该柔性力学传感器在生理信号以及运动状态等健康监测方面的应用。进一步地，通过掺杂温度敏感的木瓜蛋白酶和具有光致发热效应的金纳米颗粒，实现了该柔性力学传感器的温度/激光触发降解；将其运用到药物缓释应用中，实现了药物的可控释放，并结合蚕丝蛋白微针，成功将药物输送至动物体内，实现了原位治疗疾病的目的。文中以裸鼠的癫痫模型为例进行展示，利用该柔性力学传感器的“癫痫监测-及时给药治疗-实时反馈治疗效果”的闭环回路模式成功抑制了裸鼠癫痫的发作，实现了健康监测与疾病治疗集为一体的功能。

 

相关结果发表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.201903802)上，文章作者为：Shan Zhang，Zhitao Zhou，Junjie Zhong，Zhifeng Shi ，Ying Mao ，Tiger H. Tao

 

　　原文链接：

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201903802