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自清洁纳米传感器可持续监测慢性伤口感染
2026年08月03日 17:09:49
来源：化工仪器网 点击量：5138
慢性伤口之所以难以愈合，核心痛点在于感染状态的不可持续监测，来自美国麻省理工学院、弗吉尼亚理工大学的团队从结构设计上破解了这一难题，构建了一款柔软的纳米级传感器，其核心为宽度不足10纳米的微小传感口袋阵列。
糖尿病溃疡或严重烧伤等慢性伤口之所以难以愈合，是因为潜在的细菌感染很难被持续监测。传统传感器会因蛋白质黏附在表面而丧失精度。现有的分子传感器虽能以极高的灵敏度检测与疾病相关的分子，但许多在数小时内就会失去这种能力，因为它们会被血液、体液和组织中天然存在的蛋白质及其他生物材料所包裹。随着生物材料在表面积聚，信号会逐渐衰减。一旦如此，就必须清洁或更换传感器。
美国麻省理工学院、弗吉尼亚理工大学等机构的研究团队带来了一项突破性解决方案：一款能在生物材料覆盖后自行清洁的纳米级传感器。这项成果已发表于新一期《先进科学》杂志，为慢性伤口管理乃至更广泛的长期监测领域打开了全新思路。
慢性伤口之所以难以愈合，核心痛点在于感染状态的不可持续监测。现有的分子传感器虽能以极高灵敏度识别疾病相关分子，但它们的维持时间极短。为解决这一问题，团队从结构设计上破解了这一难题。他们构建了一款柔软的纳米级传感器，其核心为宽度不足10纳米的微小传感口袋阵列。
当传感器表面被蛋白质等生物材料覆盖时，团队利用超快激光脉冲对传感区域进行精准照射。这一操作会在微观尺度上产生空化气泡——即液体中瞬间生成又溃灭的微小气泡。这些气泡在生成与溃灭过程中释放柔和热量，去除顽固黏附的蛋白质，让传感器恢复如新。整个过程不依赖化学清洁剂，也不损伤传感器本身或周围生物组织。
在实验室测试中，团队将传感器暴露在人类血清中长达24小时，成功恢复了灵敏度，并检测出绿脓杆菌素——一种由铜绿假单胞菌产生的、能发出感染信号的分子。传感器在反复循环使用后依然可靠运行，持续监测分子变化，这些变化可在24小时内发出伤口模型中疾病进展的信号。
这一创新愿景转化为临床现实仍需时日，在接触患者之前，传感器必须在活体系统中接受严格检验，以确认其长期使用的稳定性、安全性和可靠性。目前的结果来自离体血清实验和伤口模型，下一步将是动物实验及更长期的人体环境适配。
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