柔性电子N不断！又一Nature新突破！

一、 研究背景

监控体内生理信号是实现高效医疗护理的关键环节，但当前主流技术多依赖外部测量或成像系统，难以精准捕捉深层组织的动态变化。植入式设备虽为这一难题提供了可行路径，然而传统设计常需搭载电池或磁铁，给后续移除过程带来安全风险；即便现有基于无源电感 - 电容（LC）电路的可生物降解传感器，也受限于读出距离短、通信稳定性不足等问题。

中国科学院力学研究所苏业旺研究员、清华大学生物力学与医学工程研究所李爽博士、香港城市大学于欣格教授作为共同通讯作者，在《Nature》期刊在线发表了题为 “Soft biodegradable implants for long-distance and wide-angle sensing” 的研究论文。该研究提出了一种柔软且可生物降解的无线传感设备，能够在最长 16 厘米的远距离范围内实现压力、温度与应变的精准监测，且在不同安装位置和角度下均能保持测量精度。

二、 研究亮点

1. 可在?最远16厘米?距离内准确读取信号，显著超越传统可降解传感器（通常仅数厘米）?

2. 宽角度与位置容错?：无需严格控制传感器与读写器的相对位置或角度，即可保持高精度测量?

?3. 多功能集成?：可同时监测?压力、温度和应变?三种生理参数?

4. 完全可降解?：器件由柔性、生物相容材料构成，无需二次手术取出，避免长期异物残留风险?

三、 研究内容

图2 无线感测平台的读出系统

图3 一种集成折叠结构设计及其性能

图4 三种传感器及其性能实例

图 5  体外和体内生物医学示范

四、 总结与展望

研究团队研发了一款柔软可生物降解无线传感平台，不仅实现了最长 16 厘米的远距离监测，还能在不同位置和角度下保持测量精度。该设计的核心创新在于 “极点移动扫描” 读出系统 —— 与传统频率扫描期间极点固定的系统截然不同，该系统有效降低了噪声干扰，同时减少了因距离和角度变化引发的测量误差。此外，通过集成力学与电磁学设计的折叠结构，该设备成功攻克了 “软化、生物降解、电磁功能兼顾” 的技术难题。马匹腹腔体内压力与体温监测实验、体外应变测量实验均证明，该平台在实际临床环境中具有显著优势，尤其适用于深层组织传感器位置难以精确控制的场景。作为现代医学影像技术的有效补充，该平台有望广泛应用于腹内高压重症监护、心脏搭桥术后监测、脑部疾病重症监护等多个医疗领域。

该研究的第一作者为中国科学院力学研究所博士生蓝昱群，共同通讯作者为中国科学院力学研究所苏业旺研究员、香港城市大学于欣格教授及清华大学生物力学与医学工程研究所李爽博士。中国科学院动物研究所顾奇研究员及博士生郭海涛、中国农业大学李靖教授及朱怡平副教授、中国科学院理化技术研究所吴雨辰研究员及李辉博士、中国科学技术大学高寒飞研究员，以及中国科学院力学研究所刘沁园等多位博士生共同参与了此项研究。该工作得到了国家自然科学基金委员会、中国科学院 “从 0 到 1” 原始创新计划、中国科学院交叉学科创新团队等项目的资助。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09874-3