
图源:Nature Communications.
亚利桑那大学的研究团队开发了一种超薄的无线设备,可以置于骨骼表面,未来将帮助医生长期监测病人的骨骼健康和愈合状况。
“作为一名外科医生,我希望能够通过架在病人骨架表面的电子设备收集数据,为他们提供个性化的骨骼护理,加速康复并最大限度地恢复身体机能。”研究人员David Margolis博士说。
“与心脏病、乳腺癌或前列腺癌相比,骨质疏松症相关的脆性骨折住院天数更多,监测肌肉骨骼系统的健康是非常重要的,”研究人员Gutruf说, “这个技术平台相当于在患者的骨骼上架起了一台电脑,医生可以以此为工具,研究患者的肌肉骨骼系统是如何工作的,并利用收集到的信息为患者提供更精准的治疗。”
“由于肌肉离骨骼很近,活动也很频繁,所以这种设备必须足够薄,避免刺激周围组织引起脱落。我们开发的设备大约一张纸的厚度,这意味着它可以符合骨骼的曲率,形成一个紧密的界面,”研究人员Alex Burton说, “它们也不需要电池,而是可以通过一种近场通信(NFC)的方法实现信息传递。”

图源:Nature Communications.
由于骨骼的外层会像皮肤的外层一样脱落和更新,所以如果用传统的粘合剂把设备粘到骨头上,几个月后它就会脱落。为了解决这一问题,研究人员John Szivek医生开发了一种含有钙颗粒的粘合剂,其原子结构类似于骨细胞,用于将设备固定在骨骼上。
“这样,骨骼会认为设备是它的一部分,由此使得设备与骨骼永久结合,实现长期的测量。”Gutruf解释说。
这项设备未来将广泛用于医学领域。例如,医生可以将该设备连接到骨折的骨头上,以监测其愈合过程,及时了解愈合的速度和程度,为何时移除钢板或螺钉等硬件的临床治疗决策提供辅助信息。而且该设备可用于长期监测骨质疏松症患者的骨骼健康状况,因为他们经常会发生骨折。此外,严密的骨骼监测会帮助医生更为精准地把握处方药的剂量。