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中科院北京纳米能源所西北工业大学合作《AFM》综述：半植入式生物电子用于精准健康监测

作者：小编　日期：2025-03-06 01:12:43　点击数：　

　　随着人口老龄化的不断加速、慢性疾病治疗负担的日益加重以及公共医疗资源的日趋紧缺，传统诊疗模式和健康管理方式已经难以满足日益增长的医疗需求。随着可穿戴健康监测管理的蓬勃发展，逐步实现了医疗的持续监测和及时Kaiyun官方网站信息传播，为用户提供了逐步完善的健康管理和疾病预防服务。然而，完全生物集成的电子器件在实现长期稳定的生理信号记录方面仍面临重大挑战。近年来，半植入式生物电子器件（Semi-Implantable Bioelectronics, SI-bioelectronics）在不影响使用的便捷性和安全性的前提下，凭借其微创性和精确的微针传感探针设计，在实时、长期、高灵敏和稳定的生理及病理信号监测方面表现得越来越出色，推动了健康监测从间歇采样向持续精准动态追踪的范式转变。

　　近期，中国科学院北京纳米能源与系统研究所李琳琳研究员团队和西北工业大学于海东教授团队开展合作，在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上发表了题为“Recent Progress in Semi-Implantable Bioelectronics for Precision Health Monitoring”的前沿性综述。系统阐述了半植入式生物电子器件在实时健康监测方面的研究进展。详细介绍了器件的结构和设计原则、传感原理，解析了在生化指标监测、生物电信号传感和生物力学传感等场景的性能特征和应用潜力。全面总结了半植入式生物电子器件在健康监测方面的应用，梳理了其推动个性化精准医疗的创新设计范式和应用发展的优势。归纳了半植入式生物电子器件当前面临的技术瓶颈，展望了未来半植入式生物电子器件的发展前景。

中科院北京纳米能源所西北工业大学合作《AFM》综述：半植入式生物电子用于精准健康监测(图1)

　　文章首先介绍了半植入式生物电子器件的结构和工作原理。阐述了半植入式生物电子器件在感知、转换、显示三大模块中使用的材料和器件结构；探讨了电化学传感、光学传感、压力传感三大方面的工作原理。归纳了半植入式生物电子器件在精准健康监测方面的研究进展，重点分析了生化指标监测（血糖、蛋白、离子、药物浓度等）、生物电信号传感（脑电、肌电、心电）和生物力学信号监测（颅内压、眼压）三大类指标的创新性发展。由于半植入式器件直接接触体内代谢环境、实时连续检测，相比传统可穿戴设备对健康监测诊断更为精准。

中科院北京纳米能源所西北工业大学合作《AFM》综述：半植入式生物电子用于精准健康监测(图2)

　　半植入式生物电子器件在健康监测方面填补了外部监测器件与全植入式器件的研究空白，阐述了安全性、便捷性、检测灵敏性等方面的优势。归纳了半植入式生物电子器件当前面临的技术瓶颈，展望了未来半植入式生物电子器件的发展前景。当然，在生物兼容性、操作稳定性、数据传输等方面目前仍然存在一些挑战，需要研究者为此继续努力。未来，半植入式生物电子器件有望在精准健康监测、疾病早期预警和个性化医疗等方面继续发挥重要作用，将会为人类健康和生活质量带来突破性的变革。

中科院北京纳米能源所西北工业大学合作《AFM》综述：半植入式生物电子用于精准健康监测(图3)