Unisense微电极捕捉组织真实耗氧量，慢性伤口的“呼吸可视化”革命

一、慢性伤口的“呼吸可视化”革命（背景与意义）

慢性伤口如同无法愈合的“生命缺口”，全球每年有超过600万患者受其折磨，仅美国每年治疗费用就高达250亿美元。这些伤口的核心困境在于缺氧——氧气是细胞修复、免疫反应和胶原蛋白合成的能量来源。传统监测手段如同“盲人摸象”：针式电极需刺入皮肤，不仅疼痛且只能单点测量；热敏探头需加热皮肤至45℃，可能烫伤组织；而常见的血氧仪仅能反映血管内状态，无法捕捉组织真实耗氧量。

哈佛团队开发的这款“智能创可贴”破解了难题。它像透明指甲油般涂抹在皮肤上，30秒内干燥成膜，内含特殊感氧染料（卟啉树枝状分子）。当组织含氧量变化时，染料发出不同强度和时长的红光，通过定制相机捕捉这些信号，即可生成全彩二维氧分布图。这项技术让医生首次无创“看见”伤口每平方毫米的呼吸状态，为烧伤分级、植皮监测提供了科学导航。

二、技术突破点：从实验室到病床边的跨越

1. 无创可视化革命

传统经皮氧分压检测（如Unisense探针）需刺入组织（图3C），而新创可贴仅需表面涂抹。实验中，大鼠腿部动脉结扎后，创可贴测得表皮氧值从91.3mmHg骤降至51.9mmHg，与皮下电极数据趋势完全吻合。

2. 动态捕捉组织“代谢指纹”

通过计算屏障膜覆盖前后氧浓度差，可推演组织耗氧速率。猪皮烧伤实验显示：坏死区域因细胞死亡停止耗氧，在图中呈现醒目的红色（图4A）；而7天后损伤扩大的区域，耗氧率进一步降低（图5C），早于肉眼可见的病变。

3. 临床友好型设计

创可贴基质采用市售液体绷带（New-Skin?），覆盖层为通用透明敷料（Tegaderm?）。在猪植皮实验中（图6），它清晰显示：全层皮瓣移植后耗氧正常（蓝色），而仅含表皮的薄皮瓣初期耗氧低下（红色），一月后均恢复健康代谢。

4. 双模式验证机制

独创强度检测（红光/绿光比率法）与寿命检测（磷光衰减时长）双重校准（图2），确保数据可靠。后者通过微秒级延迟曝光技术，巧妙避开皮肤自发荧光干扰。

三、Unisense电极实验操作流程（含设备图示）

实验设备核心：Unisense针式氧微电极（图3C蓝色数据来源），专精组织微环境气体监测（氧/硫化氢/氢气等浓度、pH值）。

大鼠缺血验证实验流程：

1. 麻醉固定：大鼠吸入3%异氟烷麻醉，腹部剃毛消毒

2. 血管暴露：切开腹腔3cm，分离降主动脉

3. 电极植入：将Unisense微电极刺入腿部腓肠肌，实时记录皮下氧分压

4. 创可贴应用：腿部剃毛区涂抹传感液体，1分钟成膜后覆盖透明屏障

5. 双组对比：

• 正常组：拍摄左腿红（800μs延迟）/绿光（0延迟）图像

• 缺血组：血管夹闭降主动脉，同法检测右腿

6. 数据关联：创可贴红光/绿光强度比关联电极数据，生成图3C验证曲线

四、未来展望：从烧伤科到家庭护理的变革

这项技术的核心价值在于将复杂生命指标转化为可视化地图。对于糖尿病患者，它可能预警足溃疡风险；在整形外科，可实时监测皮瓣存活状态；而居家场景中，或成为慢性伤口护理的“智能眼”。

当前研究已证实三大优势：

• 材料安全：所有组分均为临床认证材料

• 操作极简：涂抹-拍摄-移除三步完成，无需专业培训

• 成本可控：相机系统可简化成手机附件

正如研究者所言：“我们不是发明新化学物质，而是重新定义生命信号的读取方式”。当每个创口都能诉说自己的“呼吸故事”，精准医疗才真正触达肌肤之亲。