在皮肤创伤修复中,皮瓣移植手术是挽救患者皮肤功能的关键措施。然而,实时掌握移植皮瓣的“健康状态”成了医疗行业的挑战:医生通常要频繁揭开纱布检查皮瓣血氧、肿胀等情况,不仅可能造成二次损伤,还易延误并发症的发现。
近日,宁波诺丁汉大学博士生罗洁在两位全球前2%顶尖科学家——机械、材料与制造工程系教授李灏楠和生命健康助理教授刘子欣(Sze Shin Low)的带领下,成功研发一款新型智能监测贴片,并在国际知名权威学术期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》发表这一重磅成果。
一张小贴片四大新功能:
从“盲测”到“精准感知”
这款薄如蝉翼的贴片能在术后关键期内实时感知移植皮瓣的肿胀、温度、湿度和血氧饱和度这四个临床上极为关键的指标变化,数据直传手机,让医生“一目了然”,为术后精准护理提供全新解决方案。
“移植皮肤的‘近端’,即靠近血管缝合处,通常具有较好的血液流通性,但随着距离的增加,血管路径有时会被中断,导致‘近端’与‘远端’的恢复不同步。然而等患者佩戴的血氧监测仪报警时,移植皮肤的血管危象已经不可逆。”据该论文第一作者罗洁介绍,这款智能监测贴片有望解决这一难题。
研究团队在贴片上安装多个微型传感器形成“井字格”监测网,可以实现移植皮肤全域监测,能及时精准锁定异常区域,并根据医学阈值判断异常等级。
此外,这款智能贴片还有三项显著的技术创新:一是“隐形”,传感器面积仅为20毫米见方,厚度不足1毫米,采用特殊激光技术在柔性材料上“刻”出精密电路,像第二层“皮肤”一样紧贴身体,弯曲拉伸也不影响其功能,同时也避免了硬材质对皮肤的潜在伤害;二是无线“报警”,通过蓝牙连接手机,一旦血氧骤降或某处温度异常升高(可能提示感染),医生能远程收到预警,及时干预血管栓塞或感染风险;三是续航持久,一次充电可连续工作14天,并且具备高灵敏度和稳定性,避免频繁更换设备的不便。
“用精准的数据说话,抢救窗口期或许可以大幅提前。”罗洁说道,“而且这类贴片可以温和且安全地从皮肤上移除,即使是在皮肤较为脆弱的情况下。”
临床需求驱动创新
学校提供“顶配”科研条件
这项研究的起点源于临床实践的真实困境。在宁波本地医院走访时,宁诺研究团队发现术后48小时是皮瓣存活的关键期,但现有监测手段效率低、风险高。
结合临床需求,团队将研究方向锁定为柔性可穿戴设备,并引入了先进的激光诱导石墨烯技术。经过一年半的研究,罗洁和团队开发了这款新型可穿戴贴片,弥补了皮瓣移植术后恢复监测领域存在的空白。
谈及研究背后的支持体系,罗洁多次强调学校的科研环境:“学校的实验设备‘应有尽有’,从激光加工到实验材料,导师团队全程指导,省去大量摸索时间。”其导师李灏楠教授与刘子欣博士分别在先进制造和生命健康领域有着深厚积累,为技术落地提供双重保障。此外,宁诺开放的科研资源、跨学科导师团、前沿的国际学术数据库和充足的经费支持,使得团队能快速推进实验全流程。
目前,该研究已获得国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、宁波市自然科学基金项目等经费支持。研究团队正致力于进一步优化设备性能,目标是将传感器厚度降至百微米级,并探索石墨烯掺杂纳米材料以提升导电性。罗洁表示:“临床转化需考虑长期安全性与成本,但我们已迈出关键一步。”