北理工團(tuán)隊(duì)在無(wú)創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)方面取得重要進(jìn)展
發(fā)布日期：2025-04-10 供稿：集成電路與電子學(xué)院 攝影：集成電路與電子學(xué)院
編輯：李曉雨 審核：薛正輝 閱讀次數(shù)：
近日，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院柔性電子器件與智造研究所在《ACS Nano》上發(fā)表題為“Crack-enhanced MXene-carbon nanotube soft contact lens for body-induced intracranial pressure application”的學(xué)術(shù)論文。論文提出了一種利用眼部可穿戴傳感系統(tǒng)無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)顱內(nèi)壓的新策略，動(dòng)物驗(yàn)證了該系統(tǒng)在體位誘導(dǎo)顱內(nèi)壓變化模型中的應(yīng)用，明確了顱內(nèi)壓與眼壓之間的關(guān)聯(lián)性。北京理工大學(xué)為唯一通訊單位，本科生吳立峰和博士研究生杜直建為論文的共同第一作者，李臘副教授和沈國(guó)震教授為通訊作者。
顱內(nèi)壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是急性腦損傷等臨床危重癥監(jiān)測(cè)中不可或缺的重要生理參數(shù)，也是宇航員、高水平運(yùn)動(dòng)員等專業(yè)人員科學(xué)訓(xùn)練的重要指導(dǎo)參數(shù)。然而，目前臨床的顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)技術(shù)依賴外科開(kāi)顱手術(shù)，極易引起感染風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)也會(huì)對(duì)患者造成二次傷害，因此，亟需一種新型無(wú)損顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)解決這些痛點(diǎn)。
本文報(bào)道了一種通過(guò)原位眼壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)方法。該系統(tǒng)包括一個(gè)微裂紋結(jié)構(gòu)性能增強(qiáng)眼壓傳感器、柔性電路采集分析系統(tǒng)以及移動(dòng)顯示APP。受“藕斷絲連”結(jié)構(gòu)啟發(fā)，微裂紋結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的MXene@C-MWCNT IOP傳感器具有33.21 mV/mmHg的高靈敏度和60 mmHg的寬監(jiān)測(cè)范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)信號(hào)監(jiān)測(cè)，并在眼壓或顱內(nèi)壓水平過(guò)高時(shí)發(fā)出預(yù)警?；铙w動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，在不同體位下眼壓和顱內(nèi)壓的變化具有高度的一致性，這表明利用眼壓傳感系統(tǒng)進(jìn)行顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)的可行性與可靠性。
論文通過(guò)材料制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和器件集成，提出了一種具有高靈敏度、可入眼佩戴的眼壓傳感系統(tǒng)，并通過(guò)活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了無(wú)損監(jiān)測(cè)顱內(nèi)壓的可行性。這一進(jìn)展為臨床危重癥監(jiān)控提供了一種新型技術(shù)手段，為專業(yè)人群的特殊訓(xùn)練提出了一種有效的科學(xué)指導(dǎo)方案，也為臨床研究眼球-顱腦關(guān)系展示了一項(xiàng)全新的科研思路。
本文的第一作者是北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院大四本科生吳立峰。吳立峰同學(xué)2022年通過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目加入研究所沈國(guó)震教授和李臘副教授團(tuán)隊(duì)，是柔性電子雙創(chuàng)俱樂(lè)部培養(yǎng)的第一批本科生。依托研究所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吳立峰同學(xué)作為第一負(fù)責(zé)人獲得多項(xiàng)校級(jí)和國(guó)家級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目，均以優(yōu)秀評(píng)級(jí)順利結(jié)項(xiàng)；同時(shí)在指導(dǎo)老師的幫助下，獲得了第三屆國(guó)際傳感器大賽高校創(chuàng)新組一等獎(jiǎng)等專業(yè)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)；并與研究所同學(xué)一起斬獲挑戰(zhàn)杯、“互聯(lián)網(wǎng)+”等省部級(jí)和校級(jí)雙創(chuàng)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)十余項(xiàng)。自加入研究所以來(lái)，吳立峰同學(xué)作為第一作者已經(jīng)發(fā)表學(xué)術(shù)論文2篇，并參與多篇高水平學(xué)術(shù)論文，目前已被直博推免至柔性電子器件與智造研究所繼續(xù)從事眼部可穿戴器件領(lǐng)域的相關(guān)研究。歡迎校內(nèi)相關(guān)專業(yè)的同學(xué)積極了解研究所各項(xiàng)研究方向，加入柔性電子雙創(chuàng)俱樂(lè)部！
論文詳情：Wu, L.; Du, Z.; Liu, W.; Duan, Z.; Liu, H.; Li, L.; Shen, G. Crack-Enhanced MXene-Carbon Nanotube Soft Contact Lens for Body-Induced Intracranial Pressure Application. ACS Nano 2025, acsnano.4c18484
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c18484.
附柔性電子器件與智造研究所及論文通訊作者簡(jiǎn)介：
柔性電子器件與智造研究所依托北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院、柔性電子校級(jí)平臺(tái)和損傷器官重構(gòu)與再造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，瞄準(zhǔn)國(guó)際科技前沿與國(guó)家重大需求，圍繞柔性電子器件與系統(tǒng)，從半導(dǎo)體材料合成、工藝開(kāi)發(fā)、設(shè)備研制、系統(tǒng)研制等方面開(kāi)展系統(tǒng)的前沿基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。通過(guò)微電子、光電子、量子信息、力學(xué)、仿生、醫(yī)療等多學(xué)科領(lǐng)域深度交叉，面向柔性薄膜晶體管與應(yīng)用、柔性光電器件與視覺(jué)芯片、柔性感知與智能機(jī)器人、仿生傳感器與健康醫(yī)療、柔性多功能集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用等多個(gè)方面，努力打造國(guó)際一流、獨(dú)具特色的柔性智能電子研發(fā)與智造平臺(tái)。研究所目前已經(jīng)形成了由國(guó)家領(lǐng)軍人才為帶頭人，國(guó)家級(jí)青年人才等為骨干的學(xué)術(shù)隊(duì)伍。研究所多項(xiàng)科研成果在Nature/Science子刊等國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。
李臘，北京理工大學(xué)預(yù)聘副教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)檠鄄靠纱┐麟娮悠骷?。以第?通訊作者在Nat. Commun.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.，等SCI期刊發(fā)表論文48篇，IF>10的論文20篇，他引近4000次，h因子31，5篇入選高被引論文，5篇封面論文。撰寫英文學(xué)術(shù)專著1部。
沈國(guó)震，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院特聘教授、博士生導(dǎo)師，柔性電子器件與智造研究所所長(zhǎng)，國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才。長(zhǎng)期從事低維半導(dǎo)體材料及相關(guān)柔性電子器件的研究。以第一完成人身份獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)等?，F(xiàn)任英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)理事。發(fā)表SCI收錄論文400余篇，獲引用超過(guò)3萬(wàn)，H-index為103。
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