无创植入式传感器迎技术突破 微晶水凝胶技术重塑医疗监测新范式

近日，昆明理工大学张鹏、徐旭辉教授团队联合昆明医科大学滕兆伟教授等科研人员合作研发的植入式微晶水凝胶传感器取得重大技术突破，该成果可通过近红外 3D 打印技术实现体内原位无创构建。这一技术成果不仅打破了传统植入式传感器临床应用的核心瓶颈，更为医疗监测设备向无创化、精准化、个性化发展开辟了全新路径，是生物医学工程与智能传感领域的一次重要创新。

植入式传感器是实时捕捉体内生理信号的核心医疗仪器，在疾病早期诊断、慢性病动态管理、机体生理状态监测等方面发挥着不可替代的作用，也是近年来精准医疗领域的研发重点。但长期以来，传统植入式传感器的临床落地始终受限于技术本身：这类传感器均需通过外科手术植入体内，不仅会对机体组织造成不可逆的机械性损伤，术后还易引发组织排异反应，加之部分传感器材料生物相容性不足，严重影响监测数据的准确性与设备的长期使用性，这也成为制约植入式传感技术从实验室走向临床的关键难题。

此次研发的植入式微晶水凝胶传感器，最核心的创新在于实现了传感器的 “体内一体成型”，从根源上颠覆了传统植入式传感器的制造与植入逻辑。团队摒弃了 “体外制造、手术植入” 的传统模式，创新采用近红外 3D 打印体内制造技术，通过核壳型上转换纳米粒子与吲哚菁绿的协同敏化机制，成功构建嵌入式紫外上转换光源。这一设计的精妙之处在于，仅需通过体外近红外光照射，即可精准诱导体内局部发生光聚合反应，让传感器在监测靶点直接成型，全程无需任何侵入性操作，从根本上规避了手术植入带来的组织损伤与排异风险，这也是无创植入式传感领域的一次关键性技术跨越。

从技术落地的实验表现来看，该传感器的监测性能同样值得肯定。在小鼠动物实验中，这款基于微晶水凝胶材料的柔性传感器，能够精准捕捉肌肉运动的细微状态并将其转化为稳定电信号，还可清晰识别站立、奔跑、跳跃等不同的机体运动模式，信号捕捉的精准度与灵敏度均表现优异。而这一表现的背后，离不开传感器核心材料的创新 —— 团队选用的多功能微晶水凝胶，兼具良好的柔性与生物相容性，既能够贴合机体组织实现精准信号采集，又能与体内环境和谐相容，解决了传统传感材料 “硬接触” 带来的信号干扰与组织刺激问题，为传感器的长期体内监测奠定了材料基础。

从仪器设备研发与临床应用的双重视角来看，这一技术成果的价值远不止于一款传感器的研发成功，更在于为植入式柔性传感器的定制化制造提供了全新的非侵入性解决方案。长期以来，个性化医疗监测一直面临 “标准化设备难以适配个体化需求” 的问题，而近红外 3D 打印的体内制造模式，可根据不同监测靶点、不同机体状态实现传感器的原位定制化成型，完美契合了精准医疗对设备个体化、场景化的需求。同时，这一技术也极大释放了多功能微晶水凝胶在生物传感领域的应用潜力，为其在个性化健康监测、疾病早期诊断、机体生理信号动态捕捉等场景的应用打开了空间。

未来，随着该技术的进一步优化与临床转化，加之材料改性、信号解析算法等配套技术的协同发展，这类无创原位成型的植入式传感器，有望在心血管疾病、神经系统疾病、运动系统损伤等更多临床领域实现应用，推动整个医疗监测仪器行业向无创化、精准化、个性化的方向深度发展，为精准医疗的落地提供更坚实的技术支撑。