南京大學：研究導管水凝膠涂層實現組織溫度實時傳感

外科導管在醫學領域被廣泛使用，不僅可直接輸送藥物至特定組織，也可引流手術部位積液以防炎癥物質累積。但是，感染常發于導管與組織交界處。例如顱腦、腹腔和尿道植入引流導管引發感染的概率分別為43.5％、51.8％和80％以上。此外，未能及早監測出植入引發的感染易導致機體出現不可逆的組織損傷及認知行為異常，尤其腦室引流引發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，在植入導管部位進行原位溫度監測對于及早診斷和干預感染發生至關重要。

臨床上通常采用植入附加設備來采集植入導管后原位溫度變化。然而，當通過手術移除該附加設備時易造成植入部位的二次損傷，同時植入附加設備增加患者的就醫成本。近來研究將溫度傳感器陣列耦合在導管表面進行溫度監測，但該溫度傳感器與軟組織的機械性能不匹配，易導致植入部位出現組織損傷。

成果簡介

近日，南京大學張曄課題組開發設計了一種實時溫度感應的水凝膠涂層，應用在外科導管的外表面上來對包括顱腦、腹腔和尿道在內的各植入部位進行感染監測。該水凝膠涂層實現了2.90% ℃?1的電阻溫度系數，在可植入溫度感應設備中處于地位，且傳感性能在各種重復變形和整個植入周期內保持穩定。此外，水凝膠涂層在機械性能上與人體組織匹配，改善了導管與組織的接觸界面。在腦部感染模型中，傳感器時間監測到異常的局部溫度信號，并提供前期預警以應對危險情況，極大地改善了個體存活率和發育狀況。

總結展望

該工作通過設計開發了一種用于醫療導管的溫度傳感水凝膠涂層，實現了對大腦、腹腔和尿道等各植入部位溫度的原位實時監測，對于醫療導管引發感染的早期預警具有重要價值。未來可在涂層中擴展集成多種生物信號的監測，將對個性化預防、診斷和智能醫療導管的應用具有重要意義。

來源：傳感器專家網