近日，同济大学附属同济医院眼科毕燕龙教授领衔的学科交叉团队成果《Multi-functional, conformal systems with ultrathin crystalline-silicon based bioelectronics for characterization of intraocular pressure and ocular surface temperature》发表于生物电子领域旗舰期刊《Biosensors and Bioelectronics》（中科院1区、JCR1区，IF=10.7分）。本文的第一作者为同济大学2021级眼科学博士生邵玉婷，通讯作者为同济大学附属同济医院眼科毕燕龙教授、大连理工大学力学与航空航天学院李锐教授、复旦大学光电研究院宋恩名青年研究员。该论文得到国家科技创新2030-重大专项（青年科学家项目）、国家自然科学基金委项目的资助。青光眼是一种全球性不可逆性致盲眼病，表现为视神经的渐进性退化和视网膜神经节细胞的凋亡。据推测，截至2040年，全球青光眼患者将达到1.1亿人。它是一种复杂多因素眼病，潜在致病机制尚不清楚且难以早期明确诊断。正常的眼内压（Intraocular Pressure，IOP）具有昼夜节律性且正常值波动于10~21mmHg范围。在可能的风险因素中，IOP升高被认为是唯一可处理的因素，然而，基于传统眼内压监测设备（仅能提供基于时间点的单次测量结果）仍有部分患者并未发现IOP升高证据。有学者提出IOP波动是可能的风险因素，但仍缺乏基于高精度、长时间连续监测眼内压设备的夯实证据。此外，Christophe Baudouin团队在《Progress in retinal and eye research》上发表的综述指出青光眼患者眼部前后段均存在明显的炎症反应。温度升高是炎症反应的典型体征。因此，除了对IOP的长时、实时监测外，对青光眼患者进行联合眼表温度（Ocular surface temperature，OST）的监测或能对其早诊、早治和疗效监测起到重要辅助作用。新兴柔性电子器件能够形成生物组织友好的接触界面与眼表进行几乎无创接触，实现多种物理和生化信号的监测。近年来的研究应用了多种材料（例如：金薄、碳纳米管/颗粒和二维材料，如：石墨烯等）能够制备超薄、柔性的压阻传感器以表征眼球的生物力。尽管上述研究具有一定的热点，但应用柔性转印技术获取的无机半导体材料具有更高的功能性和生物兼容性，且能达到传统晶圆整合芯片的性能水平。因此，本研究基于超薄的单晶硅纳米薄膜（~300 nm thick）采用柔性转印工艺和微纳加工工艺制备了一种柔性、生物兼容的多功能智能角膜接触镜（P&T@DG），能够迅速并精确的捕捉IOP波动和监测OST，从而用于多维辅助青光眼诊断。
本研究通过有限元分析、体外平台性能评估、体外猪眼球模型实验、体内活体兔眼IOP波动模型实验、生物兼容性实验等证明了P&T@DG在眼内压波动范围Δ2~50 mmHg下的灵敏度达到0.03% mmHg-1，在30~50 ℃下的灵敏度达到1.2 Ω ℃-1, 且具有良好的生物兼容性。该器件在IOP监测性能及多功能整合上优于现有报道。该研究还提出了无线平台解决策略，将在后续的转化研究中进一步探索和落实。
同济大学附属同济医院学科交叉团队由毕燕龙教授领衔，团队合作PI含科隆大学、慕尼黑工大、同济大学、复旦大学、上海大学等知名高校交叉学科领域的科学家，拥有国家级高层次青年人才、上海科技青年35人引领计划、全球前 2% 顶尖科学家榜单学者等。同济眼科学科交叉合作已立项同济大学学科交叉（重点）项目 3 项，在人工智能眼底照片视神经识别、眼部可穿戴设备制备、环境污染影响眼部发育等领域取得突破性进展，已发表高水平论著 4 篇、接收2篇，均篇IF＞10分，申请国家发明专利2项。同济大学医学院3门课程获2024年度上海高校市级重点课程立项
媒体聚焦 | 同济医学科技创新成果将亮相第24届中国国际工业博览会
