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可实时追踪血液中单个细胞的穿戴医疗设备问世

时间:2025-04-27 08:30:43 阅览:430

【导语】麻省理工学院(MIT)“纳米网络生物探索”团队研发出一款名为CircTrek的可穿戴医疗设备,体积小巧如手表,却能非侵入性实时监测血液中单个细胞。该设备旨在提供实时动态监测,有望在疾病早筛、复发检测等多个医疗环节发挥重要作用。其集成了Wi-Fi模块,未来可实现远程监测和数据传输,大幅提升诊疗效率。CircTrek的工作原理基于荧光标记和激光技术,已在模拟实验中验证了准确性和安全性。尽管仍需进一步临床验证,但其灵活可调的设备参数预示着广泛的应用前景。

可实时追踪血液中单个细胞的穿戴医疗设备问世

体积小巧如手表,但具备非侵入性实时监测血液中单个细胞的能力,麻省理工学院(MIT)“纳米网络生物探索”研究团队最新研发出一款名为CircTrek的可穿戴医疗设备。区别于传统的“快照式”抽血诊断,CircTrek旨在提供实时动态监测。团队负责人Deblina Sarkar表示,CircTrek有望在疾病早筛、复发检测、感染风险评估及疗效监控等多个医疗关键环节发挥重要作用。相关成果日前已发表于《Nature Partner Journals: Biosensing》期刊。

研究人员指出,连续性监测技术对于抓住关键治疗窗口相当重要。当前唯一可供临床使用的实时性监测技术为体内流式细胞术,但需要庞大的显微设备,并要求病人长时间在场。而CircTrek集成了Wi-Fi模块,未来可实现在家监测、实时数据远程传输至护理团队,从而大幅提升诊疗效率。

该设备的工作原理为荧光标记和激光技术。研究人员介绍,现已有多种标记方法获得人体使用许可,标记方式为使用抗体荧光染料或通过基因改造,使目标细胞表达荧光蛋白。定向激光束则用来刺激皮肤下被荧光标记的细胞,并借助特制滤光系统降低如心跳等背景噪声,从而精准提取荧光信号。

例如,在CAR-T免疫细胞治疗中,患者的免疫细胞就可以被实验室采集、改造并荧光标记,以对抗癌症,并通过CircTrek进行实时疗效监测。研究发现,治疗后患者血液中CAR-T细胞的持续存在往往意味着更好的治疗结(jié)果(guǒ)。

研究还评估了设备的准确度,CircTrek已在模拟人类皮肤下血流的实验系统中完成测试,单细胞检测的准确性已通过高分辨共聚焦显微镜验证。同时,实验还确认了CircTrek的安全性,结果显示激光仅使得皮肤升温1.51℃,远低于组织损伤阈值。

为实现佩戴便捷,团队还对系统硬件进行了高度微型化设计。激光驱动器、降噪滤波器等核心(xīn)部(bù)件(jiàn)集成(chéng)于(yú)仅(jǐn)42毫(háo)米(mǐ)×35毫(háo)米(mǐ)的(de)电(diàn)路板(bǎn)上(shàng),使(shǐ)设(shè)备(bèi)的(de)整(zhěng)体(tǐ)尺(chǐ)寸(cùn)与(yǔ)普(pǔ)通(tōng)智(zhì)能(néng)手(shǒu)表(biǎo)相(xiāng)仿(fǎng)。其(qí)中(zhōng)的(de)荧(yíng)光(guāng)传(chuán)感(gǎn)器尺寸极小但高度(dù)灵(líng)敏(mǐn),能(néng)检(jiǎn)测(cè)到(dào)单(dān)个(gè)光(guāng)子(zi)的(de)微(wēi)弱(ruò)信(xìn)号(hào)。

研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)表(biǎo)示(shì),尽(jǐn)管(guǎn)CircTrek仍(réng)需(xū)进(jìn)一(yī)步(bù)临(lín)床(chuáng)验(yàn)证(zhèng),但(dàn)其(qí)设(shè)备(bèi)参(cān)数可根据不同需求灵活调整,未来有望广泛应用于多种疾病监测,为临床治疗提供更实时、精准的数据支持。