柔性电子植入人体可以监测所有重要生命体征

柔性电子皮肤是近年来的热门研究。近日，在2021腾讯WE大会上，深圳商报记者线上采访了“柔性电子之父”、美国西北大学教授约翰·罗杰斯。据悉，罗杰斯是少有的同时入选美国国家工程院、美国国家科学院和美国国家医学院的三院院士。

罗杰斯展示了团队耗费15年打造出的柔性电子材料。在常用的硅片上，做出非常薄的硅带、硅薄膜和硅线，再将其粘在柔软的薄膜橡胶片上。不同于常规的平面放置，团队将其做成波浪形，形成一种软硬组合材料，原理和手风琴类似。

“硅带的形状不仅可以是波浪形，也可以像内部彼此连接的小弹簧。通过对这些软硬结合材料进行力学量化建模，我们就可以设计电路来提供相应的电子功能，同时确保力学特性可以和皮肤相适应。”罗杰斯说。

目前用于临床的可穿戴设备不少，但在罗杰斯看来，柔性电子是为人体最大的器官——皮肤而打造，其临床应用也将带来突破性改变。“要获取具有临床意义的数据，必须持续监测，并将足够量的数据用机器学习加以分析，柔性皮肤有望做到这一点。”他表示，“此外，它还能实现目前的可穿戴设备无法实现的功能。比如监测心脏健康、记录心电图、精确跟踪皮肤的水合作用和通过新的表皮动脉检测血液脉冲流等。”

目前，罗杰斯团队的研究已走向应用，尤其是在早产儿和老年人的健康管理方面。

早产儿健康状况不稳定，需要全天24小时的重要生命体征监测，且测量精度要达到临床级别。传统生物传感器需要通过硬件接口连接，再植入皮肤表面，实际操作中会有影响自然活动、伤害皮肤等缺点。为此，罗杰斯团队抛弃了所有硬件，用1-2个无线表皮电子设备代替，其中一个置于胸部，一个置于手部或脚部，就可监测所有重要生命体征。“这些设备就像一个不间断的无线数字听诊器，不仅可以测量心电图和体温，还能测量心音、监测心脏瓣膜的开闭等。”罗杰斯说。(记者 袁斯茹)

关键词： 柔性电子 植入人体 生命体征 监测心脏 健康状况