可穿戴柔性超声微针贴片

来源：上海幂方电子科技有限公司更新时间：2025-03-26 08:00:16 阅读量：162

导读：研究背景癌症是全球重大健康难题，严重影响人类生命健康。

研究背景

癌症是全球重大健康难题，严重影响人类生命健康。当前临床癌症治疗方法多样，包括手术、放化疗、靶向治疗和免疫治疗等，但面临诸多挑战，如药物递送效率低、潜在副作用大、使用不便等。压电催化疗法（PCT）作为新兴的 ROS 驱动动态治疗策略，依靠超声激活各向异性压电催化剂产生 ROS，在癌症治疗领域展现出潜力。不过，传统 PCT 存在一些问题，例如用于治疗的压电纳米粒子（PNPs）通常需注射到体内，可能引发不适、疼痛和组织损伤；常用的超声换能器为刚性探头，与皮肤耦合效果差，需要使用大量耦合剂和外部固定装置，且部分商用超声探头含有有毒的锆钛酸铅（PZT）陶瓷，对人体健康存在潜在风险。可溶解微针（MN）贴片作为一种新兴的经皮给药方式，能微创绕过皮肤屏障，但也面临穿透深度有限、药物分布不均以及难以对深部或较大肿瘤实现足够治疗剂量等问题。因此，开发一种集多种优势于一体的癌症治疗设备具有重要的临床意义。

研究成果

癌症的临床治疗方法面临着几个相互关联的挑战，包括药物递送效率低下、潜在的副作用以及使用不便等问题。在此，四川大学吴家刚、蒋来明&彭星辰教授等人展示了一种集成的可穿戴柔性超声微针贴片（wf-UMP），它可作为一个便携平台，用于便捷、高效且微创的癌症治疗。wf-UMP采用一体化生物电子概念，集成了用于声发射的可拉伸无铅超声换能器阵列、用于牢固粘附和声学耦合的生物粘附水凝胶弹性体，以及负载生物相容性压电纳米颗粒的可溶解微针贴片，能够实现无痛药物递送和活性氧生成。wf-UMP具有柔软的机械性能和增强的机电性能，可以牢固地佩戴在弯曲和动态的组织表面，便于进行有效操作。在涉及小鼠的临床前研究中，wf-UMP通过诱导肿瘤细胞凋亡、放大氧化应激和调节免疫细胞增殖，展现出显著的抗癌效果。此外，wf-UMP与抗PD - 1药物联合诱导的协同免疫疗法，通过激活免疫原性细胞死亡和调节巨噬细胞极化，进一步提高了抗癌免疫力，抑制了远处肿瘤的生长和肿瘤复发。相关研究以“Wearable flexible ultrasound microneedle patch for cancer immunotherapy”为题发表在Nature Communications期刊上。

研究亮点

1. 提出一种集成式可穿戴柔性超声微针贴片（wf-UMP），采用一体化生物电子概念，集成了可拉伸无铅超声换能器阵列、生物粘附水凝胶弹性体和负载生物相容性压电纳米粒子的可溶解微针贴片，实现了在复杂体表的稳定佩戴和高效治疗。

2. 选用高性能无铅的 mKNN 陶瓷作为功能材料，制备的 1-3 压电单元提高了机电转换效率和声学传输效率；生物粘附水凝胶能与皮肤形成强粘附，且声学阻抗与皮肤和商用超声凝胶匹配；负载的 mKNN PNPs 尺寸小于 100nm，对超声压力敏感，可高效产生 ROS 。

3. 实验表明，wf-UMP 在体外能有效诱导肿瘤细胞凋亡、抑制细胞迁移，在体内对早期肿瘤生长抑制效果显著，且生物安全性高；联合 Anti-PD1 治疗时，能激活免疫细胞、调节巨噬细胞极化，产生远隔效应，抑制远处肿瘤生长和肿瘤复发，还可诱导长期免疫记忆，有效预防肿瘤复发。

图文导读

Fig. 1 | Overview of wf-UMP.

Fig. 2 | Electrical, mechanical, and acoustic performance validation of wf-UMP.

Fig. 3 | Mechanism, structural characterizations, and US-activated piezocatalysis of mKNN PNPs.

Fig. 4 | In vitro and in vivo antitumor effects of mKNN PNPs and wf-UMP.

Fig. 5 | In vivo biosafety of wf-UMP and metabolic distribution of mKNN PNPs.

Fig. 6 | Transcriptome and anti-tumor immune mechanism analysis of wf-UMP.

总结与展望

作者提出了一种基于活性氧（ROS）驱动的动态治疗策略，用于设计和实现一体化可穿戴柔性超声微针贴片（wf-UMP）的原则性方法，旨在为癌症治疗提供便捷、高效且微创的方案。通过对材料和设备架构进行系统优化，wf-UMP凭借其柔软的机械性能和卓越的声电转换特性，能够稳固地佩戴在弯曲且动态的组织表面，便于轻松、有效地操作，进而利用优化后的压电纳米粒子（PNPs）高效产生活性氧。对小鼠进行的临床前研究表明，wf-UMP不仅在治疗局部癌症和调节免疫方面效果显著，而且与抗PD - 1药物联合使用时，还能通过免疫原性细胞死亡（ICD）激活树突状细胞（DCs）成熟以及调节巨噬细胞极化，诱导协同免疫反应，从而能够靶向远处的癌症并抑制肿瘤复发。我们的研究为癌症免疫治疗提供了一种新途径，并凸显了这种可穿戴、便携式平台在临床转化方面的潜力。此外，wf-UMP推动了向预防性和主动性医疗保健的转变，提高了癌症治疗的可及性和可负担性。

文献链接

https://doi.org/10.1038/s41467-025-58075-z

*本文来源：作者团队，感谢作者团队对本公众号的大力支持！如有侵权，请联系删除，如有冒犯之处敬请见谅!

推荐阅读

喷墨打印调控有机盐沉积：开启高效稳定钙钛矿太阳能电池的新征程

为截肢者量身定制的动态自适应‘智能皮肤

超柔单色光源驱动的自供电钙钛矿光电世界

LIG-mLPG 传感器：开启多模态健康监测的新‘视’界

SAAS：嘈杂环境下语音识别与交互的智能‘贴肤助手’

纳米纤维与纳米线携手：全可降解透明柔性光探测器的新突破

智能可穿戴设备—开启能量收集与精准感知新时代

视频号：#柔性电子那些事

分享到：
扫码分享

上海幂方电子科技有限公司

13482436393

留言咨询

主营产品：墨水材料合成印刷设备后处理设备封装设备测试设备

产品中心技术文章行业资讯

上一篇: CA6550绝缘测试仪适用于哪些场景中进行绝缘测试？

下一篇: Bioscreen C生长曲线分析仪测定蜡样芽孢杆菌噬菌体vB_BceM_Bc431v3对宿主特异性

参与评论

登录后参与评论

全部评论(0条)

登录或新用户注册

微信登录
密码登录
短信登录

请用手机微信扫描下方二维码
快速登录或注册新账号

微信扫码，手机电脑联动

注册登录即表示同意《仪器网服务条款》和《隐私协议》

相关产品推荐（★较多用户关注☆）

合成反应器-幂方科技 Auto SR100 自动合成反应器
报价：面议已咨询 1065次
微电子打印机-幂方科技 MF-MP1100 微电子打印机
报价：面议已咨询 1039次
微电子打印机-幂方科技 MF-MP2200 多功能微电子打印机
报价：面议已咨询 1078次
微电子打印机-幂方科技 MF-MP3300多功能微电子打印机
报价：面议已咨询 1139次
微电子打印机-幂方科技 MF-DB300多功能柔性电子打印机
报价：面议已咨询 1106次
电子电路打印机-幂方科技 MF-EM400 电子电路印刷设备
报价：面议已咨询 1091次
曲面共形打印机-幂方科技 MF-DBCS500 多功能柔性电子曲面共形打印机
报价：面议已咨询 1060次
柔性电子器件制备-幂方科技 MF-AP300 自动后处理平台
报价：面议已咨询 1061次

你可能还想看

技术
资讯
百科
应用

最新！柔性可穿戴传感器前沿文献汇总

1. 柔性可穿戴医疗设备的前沿进展：材料创新、传感突破与智能医疗应用随着科技与医疗领域的深度融合，灵活可穿戴医

2025-09-08574阅读
研究透视：可编程纤维计算-柔性可穿戴 | Nature

研究透视：可编程纤维计算-柔性可穿戴 | Nature

2025-03-03167阅读
研究透视：可编程纤维计算-柔性可穿戴 | Nature

尽管可穿戴技术取得了进步，但实现持续位于人体上的分布式计算方面，仍然存在障碍。近日，美国麻省理工学院（Ma

2025-04-18173阅读
泽泉柔性可穿戴PAR测量仪CM-215特点

泽泉CM-215柔性可穿戴PAR测量仪的出现，无疑为实验室、科研、检测及工业领域的从业者带来了全新的解决方案。它将传统意义上笨重的传感器转化为灵活、可穿戴的设备，极大地扩展了PAR测量的应用场景，尤其是在复杂环境和动态过程研究中，展现出的潜力。

2025-12-1952阅读
微流体可穿戴测试应用包

2023-10-14353阅读

应用详解｜扫描电镜在微针贴片检测中不可或缺！

使用扫描电镜可以清晰观察到微针的矩阵结构是否完整，以及微针表面的载药情况。

2024-01-26230阅读
综述：MXene基柔性传感器及在可穿戴应用的最新进展

论文快讯Latest publicationMXene-based flexible sensors fo

2025-07-21706阅读
能够显示体内器官的超声贴片

别看这贴片体积很小，它提供超声成像的能力可不亚于现有的设备。在测试中，研究团队给志愿者的不同部位都贴上贴片进行了测试，包括颈部、胸部、腹部和手臂等。

2022-08-22846阅读超声贴片超声成像
葡萄糖响应型胰高血糖素微针阵列贴片，用于低血糖无创治疗

采用安全、无痛无创的方式进行药物递送是解决上诉问题的理想方案。其中，微针阵列贴片是主要的候选方式。微针贴片由具有多功能特性的材料构成，其可以控制药物扩散动力学，实现按需给药。

2022-11-02428阅读葡萄糖响应型胰高血糖素微针阵列贴片 3D打印技术模具铸造技术
“墨” 力无穷：TPU@LM 墨水构筑可穿戴设备柔性电路新未来

研究背景液态金属（LM）因具有高导电性、导热性、流动性和低毒性等特性，在柔性可拉伸电子设备领域应用前景广阔，如

2025-05-13251阅读

柔性生物传感器原理

这类传感器具有独特的柔性结构，可以适应不同形状和表面，因此在可穿戴设备、健康监测、疾病诊断等领域中展示了巨大的潜力。本文将深入探讨柔性生物传感器的基本原理、工作机制及其实际应用，帮助读者全面了解这一前沿技术的发展趋势与创新突破。

2025-10-19156阅读生物传感器
柔性压力传感器结构

本文将深入探讨柔性压力传感器的结构设计原理、材料选择以及其应用场景。我们将从其基本构成、工作原理、优势特点等方面展开详细分析，帮助读者全面了解这一技术如何推动各行各业的发展。

2025-10-21108阅读压力传感器
柔性压力传感器的应用

本文将深入探讨柔性压力传感器的应用领域、技术特点以及未来发展趋势，帮助读者了解这一技术如何影响工业、医疗、智能穿戴等多个领域。通过对柔性传感器的解析，本文将揭示它在实际应用中的重要性和优势。

2025-10-22170阅读压力传感器
超声粒度分析仪原理

在材料科学、化工、制药等领域，粒度分析具有重要意义，因为粒度大小直接影响物质的物理和化学性能。本文将详细探讨超声粒度分析仪的工作原理、测量方法以及其在各行业中的应用，帮助读者深入理解这一技术在粒度测量中的优势与应用。

2025-10-16164阅读粒度分析仪
超声热量计原理

其工作原理基于超声波信号在流体中的传播特性，通过测量超声波在流体中传播的时间差来计算流体的流速，从而进一步得出热量的相关数据。本文将详细探讨超声热量计的工作原理、应用领域以及其在热量计量中的优势，帮助读者深入理解该技术在现代工程中的重要性和发展前景。

2025-10-18122阅读热量计