糖尿病溃疡常见于糖尿病患者,是一种危险的并发症,如果错过治疗窗口,可能会导致截肢。一个研究团队开发了一种无线、无电池的光电多模态传感器贴片,用于糖尿病溃疡管理。它可以实时监测伤口状况。
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智能伤口贴片的工作原理
该贴片结合了可同时测量多种生物信息的光电传感器与功能性敷料。它可以实时分析伤口部位的葡萄糖浓度、酸度(pH值,氢离子浓度指标)以及温度变化,患者可以使用智能手机自行检查状况。
该研究发表在《先进功能材料》上。
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用于早期预警的变色敷料
机械工程系杰出教授 Inkyu Park 带领研究团队,跟韩巴国立大学的 Ji-Hwan Ha 教授、韩国机械研究院的研究员 Junho Jeong、美国加州理工学院的 Wei Gao 教授合作,用静电纺丝技术做出了一种功能性纳米纤维敷料。静电纺丝就是利用电场,纺出比头发丝细得多的纤维。
这种敷料会根据糖尿病足伤口里葡萄糖含量升高、酸碱性变化的情况来变色。换句话说,伤口状况一旦恶化,敷料就会变色,用肉眼就能轻松看出危险信号。这样不用开刀、不用抽血,就能长时间发现和跟踪可能导致组织坏死的异常迹象。
它背后的光电与无线供电技术
研究团队把这种敷料和光电子系统结合起来,来提高诊断准确性。贴片里嵌入了发光二极管(LED,一种把电变成光的半导体)和光电二极管(一种检测光的半导体传感器)。它们会测量敷料颜色变化所对应的光反射率,再把这个变化转换成电信号。
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与普通的摄像头成像相比,这种技术提供的数据更准确、更稳定,因为受周围光线变化影响较小。
特别是,这种贴片通过采用基于NFC技术的柔性电路,不需要单独的电池即可工作。所谓NFC,就是一种在短距离内交换数据的无线通信技术。
当智能手机靠近传感器时,贴片会通过无线方式获得电力并运行,实时传输测量数据。也就是说,患者和医务人员只需使用智能手机应用,不用额外复杂的设备,马上就能查看伤口状况并进行处理。
糖尿病护理领域的潜在影响
这项研究开发的技术具有很高的临床价值,因为它既能提供直观的视觉信号,又能输出定量的电子数据,同时对患者身体无负担。它无需反复采血,即可实现持续的伤口管理,从而改善糖尿病患者的生活质量。
特聘教授朴仁圭表示:“这项研究最初是为了减轻糖尿病患者每天扎手指的痛苦,如今已发展成一项用于并发症早期诊断的技术。”
“这项技术将成为一种核心平台技术,未来可扩展至无血诊断技术,不仅适用于糖尿病,也适用于各种慢性疾病。”
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韩国科学技术院(KAIST)的Seokjoo Cho(赵锡柱)博士和韩巴国立大学的Ji-Hwan Ha(河志焕)教授作为共同第一作者参与了本研究。
更多信息: 赵锡柱等,集成比色敷料的无线、无电池、光电、多模态传感器,用于糖尿病溃疡管理,《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)(2026)。DOI: 10.1002/adfm.202532167
来源:韩国科学技术院(KAIST)
本文最早发在 Medical Xpress上。
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