我校在新興生物醫學技術領域取得階段性技術突破

2019-10-09 10:27:02來源:化工學院作者:李通編輯:宣傳部管理閱讀:134設置

心血管疾病是威脅人類健康的頭號殺手,心血管疾病的超前預測術后實時追蹤是臨床有效診斷此類疾病的關鍵所在,特別是針對需要血管腫瘤切除、心臟內支架、瓣膜,血管置換和血管內支架等重癥心血管疾病患者。然而,現行的各類蛋白酶篩查技術由于缺乏精準的特異性識別功能,使心血管疾病的超前預測和實時追蹤成為臨床診療的世界性技術難題。為此,我校化工學院馮章啟課題組長期致力于生物電子材料與納米器件的開發,試圖通過監測心血管壁外微應力的變化構建心血管疾病超前預測和實時追蹤的新方法。目前,該課題組取得階段性技術突破。相關研究近期以題為“Core/Shell Piezoelectric Nanofibers with Spatial Self-Orientated β-Phase Nanocrystals for Real-Time Micropressure Monitoring of Cardiovascular Walls”發表在國外雜志《ACS Nano》上:https://doi.org/10.1021/acsnano.9b02483

該研究首創了一種制備高性能有機“力-電轉換”材料的新策略,利用鹽酸羥胺(HHE)為誘導劑,在納米尺度實現了對聚偏氟乙烯(PVDF)分子鏈重結晶過程的精準控制,成功獲得了具有豐富定向β相納米晶結構的HHE/PVDF殼核納米纖維,其在1 kPa微壓強作用下可產生1154 V/cm3的電壓輸出,并具備優異的穩定性、敏感性以及生物相容性。據此,課題組設計制造了一種柔性植入式壓力傳感器,將該傳感器植入到實驗動物(成年豬)體內外周血管和心臟部位,其不僅清晰記錄了心血管系統在血栓形成初期、中期和末期的全身血液壓力的細微變化,同時輸出的壓力信號更精確、實時地反映了病變位置在發病初期由于組織和細胞異化所造成的心血管壁外壓力的微小差異。這一功能的實現為心血管疾病的超前預測和術后實時追蹤提供了臨床研究的成功典范。同時,這一超靈敏柔性植入式壓力傳感器的成功研制也為體內微應力的精準檢測提供了可參考的新方法。

該研究在化工學院馮章啟老師和董偉老師的指導下完成,李通博士作為第一作者具體實施了該研究。東南大學生物電子學國家重點實驗室、東部戰區總醫院、美國阿克倫大學(The University of Akron)作為協作單位共同協助完成了動物臨床醫學評價。該研究獲得國家自然科學基金以及江蘇省自然科學基金的支持。

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