基于可植入水凝胶的声子晶体：用于组织内部应变的连续无线监测

为解决传统可植入电子传感器在监测内部组织应变时，无法兼顾组织生物力学特性、生物降解性、生物相容性及无线监测能力的问题，研究人员开展了二维声子晶体（超声超凝胶，ultrasonic metagel）作为可植入传感器用于连续无线监测内部组织应变的研究。结果显示该传感器能稳定工作 30 天，12 周后基本降解，这为肌腱康复监测和药物递送疗效评估提供了临床应用潜力。

　　传统用于持续监测内部组织应变的可植入电子传感器，在保持生物降解性、生物相容性和无线监测能力的同时，无法与组织的生物力学特性相匹配。此处介绍一种由软水凝胶中周期性气柱构成的二维声子晶体，称为超声超凝胶（ultrasonic metagel），并展示了其作为可植入传感器用于连续无线监测内部组织应变的用途。超凝胶的变形会改变其超声带隙，可通过外部超声探头进行无线检测。在体外实验中，展示了超凝胶传感器监测猪肌腱、受伤组织和心脏组织应变的能力。在活猪实验中，进一步展示了超凝胶监测肌腱拉伸、呼吸和心跳的能力，在植入 30 天内稳定工作。并且给超凝胶加载生长因子，实现了皮下伤口不同的愈合速率。植入 12 周后，超凝胶几乎完全降解。该研究突出了超声传感器在肌腱康复监测和药物递送疗效评估方面的临床潜力。