导读
长期和高精度的颅内生物标志物监测对于多种疾病的诊断、预防和预后至关重要。然而，现有技术存在测量精度差、无法进行长期监测以及生物相容性不足等问题。为了解决这些问题，开发了微创植入式超声复合凝胶传感器，用于监测颅内压、温度、pH值和血流速度。与当前的临床金标准相比，该传感器能够快速响应超声频率变化，实现关键生理信号的高精度监测。此外，该水凝胶表现出优异的生物相容性，且可在18周内几乎完全降解，不会引起血液系统疾病或全身炎症反应。
01. 探索相关主题
图1.颅内生物标志物及其监测技术。a 典型颅内生物标志物及疾病；b 示意数据展示颅内生物标志物的变化；c 不同脑相关成分的模块、最大应变、水分含量和声阻抗；d 通过外部引流管监测颅内压；e 通过腰椎穿刺监测颅内压；f 新兴的颅内生物标志物监测技术。
图2. 超声复合凝胶用于多模态颅内生物标志物监测。a 超声复合凝胶传感系统的设计；b 基于环境诱导微变形的复合凝胶工作原理；c 示意图展示复合凝胶在变形时的峰频偏移；d 超声频率对压力、温度和pH变化的响应；e 使用超声复合凝胶和商业传感器评估流速；f 复合凝胶和针头的实物照片，用于体内输送。比例尺：2毫米；g 在猪实验中，超声复合凝胶传感系统在向脊髓腔内定期注入/抽取生理盐水时的实时评估。
本文亮点
颅内生物标志物监测的重要性、挑战及现有技术。
超声敏感复合凝胶传感器的设计与表征，用于多模态颅内生物标志物监测。
颅内生物标志物监测未来发展的结论与展望。
作者：赵月棠
审核：方 俊
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https://link.springer.com/article/10.1007/s44258-024-00031-5
引用格式
Liu, J., Yuan, M., Li, B. et al. Toward long-term and high-precision multimodal intracranial biomarker monitoring. Med-X 2, 13 (2024). https://doi.org/10.1007/s44258-024-00031-5
作者简介
刘俊铎，西安交通大学生物医学工程专业2023级硕士研究生。研究方向是可穿戴超声设备，目前已在Materials Today, Matter, Med-X等期刊发表论文4篇。
袁铭，西安交通大学生物医学工程专业2023级博士研究生。研究方向是柔性可穿戴智能诊疗系统，目前已发表SCI论文7篇；其中以第一作者或共同第一作者在Materials Today, Matter, Med-X, Chemical Engineering Journal发表论文4篇。
王军，心血管内科副主任医师，现任西安交通大学第一附属医院健康医学科副主任，中华医学会健康管理学分会青年委员，陕西省医学会健康管理学会副主任委员兼秘书。近年来聚焦数字化和智能化的心血管健康评估、风险预测和主动干预。主要科研方向为动脉硬化与脂代谢的机制研究，心血管健康或风险评估及早期干预，基于数据与算法的主动健康监测和管理。
方云生，现任西安交通大学生命科学与技术学院特聘研究员，博士生导师，入选“西安交通大学青年拔尖人才计划”。研究方向是柔性可穿智能诊疗系统和可穿戴超声设备在生物医学中的应用。到目前为止，以第一/共同第一作者或通讯/共同通讯作者已发表30余篇学术论文，论文总被引用3200余次，H因子28；6篇入选ESI高被引论文，5篇被选为封面文章；申请中国发明专利7项（5项已授权）。目前还担任The Innovation、SmartMat、Nano-Micro Letters、Med-X和Soft Science等多个期刊青年编委。
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Med-X 期刊是由上海交通大学创办，Springer Nature出版的国际开放获取期刊。期刊旨在办成生物医学工程(BME)领域综合性的国际一流期刊，报道突破性新发现和新技术，搭建高水平学术交流和传播平台。2022年，Med-X期刊成功入选中国科技期刊“卓越行动计划”高起点新刊。Med-X 期刊由上海交通大学副校长、讲席教授徐学敏及美国加州大学洛杉矶分校生物工程系主任、校长讲席教授李松共同担任主编。上海交通大学生物医学工程学院讲席教授郑诚功、长聘教授童善保、美国密歇根大学Brian Fowlkes教授担任执行主编。Med-X期刊组建了一个高水平国际化的编委团队，由120多名来自16个国家的世界顶尖科学家组成。
Med-X 期刊发文聚焦生物医学工程领域，包括但不限于以下10个前沿专题：分子与细胞工程，生物材料与组织工程，药物、基因和细胞输送系统，免疫工程，生物力学与机械生物学，生物热科学与工程，生物医学仪器与生物传感器，医学机器人、人工智能和远程医疗，生物医学影像学，生物信息学和计算生物学等。
