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  血流動力學的評估是心血管患者術后監護的重要基礎指標，對于兒科和先天性心血管疾病同樣如此。實時、準確地監測病人的血液動力學狀態，能夠幫助及時進行疾病診斷和預后評估。但是，要實現“實時、及時”絕非易事。近期，中國科學院北京納米能源與系統研究所李琳琳團隊開發了一種可植入式、通過“可生長”的護鞘（Sheath）結構固定壓電傳感器，達到血管無約束目的的壓電血液動力學傳感系統，將采集的血管敏感壓力信號實時傳輸到手機APP，實現了血液動力學的監測。

  仿生的護鞘結構受到植物葉鞘結構和功能的啟示。禾本科植物如小麥、水稻等具有顯著的葉鞘，它們的功能是保護莖上的幼嫩居間分生組織和幼芽，加強莖的支持作用。隨著植物的生長，葉鞘隨莖的延伸而逐漸展開，不干擾莖的生長。本工作中設計的聚氨酯纖維護鞘具有類似的結構和功能，能夠固定柔性壓電傳感器而不干擾動脈血管的動態生長，從力學協同增強的角度提高了傳感性能。

  壓電傳感器由周向排列的聚偏氟乙烯納米纖維（PVDF NFs）組成，從而提高壓電響應性。使用模擬血管通路對傳感設備進行體外血流動力學測試，傳感器動態機械刺激的感測能力通過建立電壓輸出和壓力之間的關系量化。隨著模擬血管內壓力（20-200 mmHg，1 Hz）的增加，輸出電壓相應增加，具有顯著線性關系（R² = 0.99）和0.64 mV/mmHg的高靈敏度，驗證了傳感器用于監測血管內壓力的靈敏性和可靠性。

圖4 無約束血管電子系統的大鼠中長程植入及血流動力學監測

  這一研究從“材料-器件-系統”多個層次實現協同創新，在柔性壓電材料的設計、傳感器結構優化、植入式工作環境適應性等方面都取得了重要突破，為植入式脈搏波監測技術積累了寶貴的基礎。這一植入式傳感系統不僅具有出色的性能，而且通過后端小型集成模塊，系統實現了生理信號的無線傳輸，為患者提供了便捷和高效的生理監測方式，為醫生提供重要的生理數據。 

  論文鏈接： https://doi.org/10.1002/smll.202304752

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