DNA纳米颗粒凭借分子可编程性、生物相容性和结构精确性，已成为可穿戴与植入式生物传感器的有力平台。本文系统阐述两类DNA基传感材料：DNA水凝胶和DNA折纸，并总结其制备工艺、传感机制及器件级应用。DNA水凝胶作为柔软、含水且刺激响应的信号转导介质，可用于汗液细胞因子检测，检出限可达pg·mL−1，也可与微针集成实现飞摩尔级miRN...
生物传感器已发展为可实时监测健康的可穿戴与植入式器件，但传统制造方法在规模化、成本和复杂微型多功能结构方面受限。3D打印/增材制造通过快速原型、个性化定制和高精度复杂几何结构制备，为柔性、可拉伸、生物相容生物传感器提供了新路径。本文综述了直接墨水书写（DIW）、喷墨打印、熔融沉积/挤出（FFF/FDM）、光固化（SLA/DLP）等技...
在精准医学不断发展的背景下，可穿戴与植入式生物传感器通过持续、实时地采集人体生理与生化信息，正在推动医疗模式从被动治疗转向主动监测与个体化干预。本文综述了该类生物电子器件在心血管、神经、眼科、连续血糖监测及非侵入性生物标志物检测中的应用进展。可穿戴设备可监测心率、血压、血糖、心电、血氧等参数；植入式器件可深入获取脑电、神经信号或特定...
许多心血管疾病源于血管内阻塞，经皮冠状动脉介入治疗常通过植入支架进行微创干预，但支架置入后仍可能发生再狭窄或血栓形成导致再闭塞。本研究证明，对非导电支架进行选择性金属化可形成一组电极，用于检测支架周围材料的堆积。通过测量电极间电学阻抗的变化，并以血凝块模拟血栓，验证了该装置能够感知不同程度的管腔阻塞。结果表明，该支架可重复感知血栓存...
电化学生物传感器将生物识别元件与电子换能器相结合，可高灵敏检测体液中的分析物，并能快速读出，因而可集成于便携式、可穿戴和植入式器件中，用于即时诊断。例如，个人血糖仪可在家监测血糖，显著改善糖尿病管理。本综述讨论电化学生物传感的基本原理，以及面向健康监测和疾病诊断的电化学生物传感器器件设计，重点介绍其向可穿戴、便携式和植入式系统的集成...
植入式反射式光学探针中硅胶封装的颜色对传感器性能具有关键影响。本研究比较了红、蓝、黑等彩色硅胶的光学性质，并将其与植入式近红外光谱（NIRS）传感器功能关联。结果显示，对红光和近红外光高反射的红色封装可促进浅层组织散射，使660–950 nm波段光电探测器功率提高约6倍，并使测得的心脏搏动幅度较传统黑色探针提高约3倍，从而增强对心脏...
基于摩擦纳米发电机（TENG）的自供电可穿戴生物传感器正在推动医疗器械微型化、节能化和智能化，并在物联网（IoT）中发挥重要作用。本综述系统总结基于不同聚合物材料构建的TENG生物传感器的发展与功能，重点讨论用于健康监测和治疗设备的可穿戴及植入式自供电传感器。这些器件可监测脉搏、呼吸、汗液离子、气体和运动，并可为第三方传感器供电或驱...
心血管疾病是全球首要死因，动脉粥样硬化导致其中约三分之二死亡。该病是随年龄进展的动脉“粥样化”过程，常由不良饮食、高血压和遗传风险因素引起，并因肥胖、糖尿病和久坐生活方式加重。现有抗动脉粥样硬化药物治疗仍难以控制疾病，亟需改进临床干预。阻塞的动脉粥样硬化血管通常在医院用可扩张金属支架治疗。然而，植入支架的血管常因“支架内再狭窄”而悄...
外膜制备对提升植入式生物传感器的长期稳定性与准确性至关重要。本文采用“自上而下”策略，制备了可适应、可控的多孔外膜，用于植入式葡萄糖生物传感器。以不同孔径和孔隙率的聚砜中空纤维膜（PSfHM）为基膜，通过交叉过滤法在膜内表面层层自组装壳聚糖（CH）和海藻酸钠（SA），构建PSfHM与电极之间的生物相容导电界面。体外与体内实验评价了P...
心血管疾病、癌症和糖尿病是高死亡率疾病，占全球死亡人数的近三分之二。早期发现和持续评估对改善患者预后、降低社会经济负担至关重要。现有生物传感器技术通常基于患者全血样本检测疾病特异性生物标志物，但存在灵敏度与动态范围有限、体内适用性不足以及缺乏连续监测等严重缺陷。迫切需要新的诊断和治疗随访工具，以实现病理早期检测并连续监测对特定治疗的...
实时监测肿瘤微环境参数可为肿瘤生物学动态及其治疗反应提供有价值信息，但植入式生物传感器可能因异物反应导致的生物污损而失效。本研究建立了一种新型肿瘤异种移植模型，用于评估六种生物材料（二氧化硅、氮化硅、Parylene-C、Nafion、生物相容性 EPO-TEK 环氧树脂和铂）植入实体瘤后诱发异物反应的潜力。所选材料基于其用于构建一...
本研究旨在探索乳腺癌患者对将生物传感器植入原发肿瘤以个性化辅助放疗的理解与可接受性，确定最佳传感器设计与数量，并评估其潜在临床益处，以及患者对耐受性、毒性、留置时间和数据保密性的担忧。研究从癌症中心放疗后门诊招募32名已完成手术（29例保乳手术、3例乳房切除术）、术后放疗和系统治疗的早期乳腺癌患者，通过半结构化访谈收集资料，并对访谈...
闭环给药可通过持续监测生物标志物水平实现药物治疗的自主控制。数十年来，研究者致力于开发可治疗糖尿病等慢性病门诊患者的便携式闭环系统。近年来，首批系统已走出实验室并进入商业应用，这反映了长期稳定植入式生物传感器在体内准确测量生物标志物水平方面的进展。本文综述植入式生物传感器在闭环给药中的应用，旨在为相关工程与研究人员提供资源。文章概述...
本文提出一种用于连续监测血糖水平的植入式生物传感器集成方案。系统架构借鉴心血管植入物中已成熟的技术模块，以降低未来医学应用中的法规认证难度。传感器芯片基于亲和粘度原理，采用0.25 µm CMOS/BiCMOS工艺制备的全嵌入生物微机电系统（BioMEMS）实现。芯片通过402–405 MHz医疗植入通信服务（MICS）频段与外部基...
皮质醇是一种重要的糖皮质激素，其生化过程影响多种生理与病理过程，也是创伤后应激障碍、库欣综合征、艾迪生病等多种疾病的生物标志物。能够实时监测脂肪组织皮质醇浓度的植入式生物传感器，有望革新这些疾病的诊断与治疗，并成为重要的研究工具。为此，作者基于生理文献建立了一个数学模型，用于预测脂肪、肌肉和脑组织中动态皮质醇浓度，这些组织中存在大量...
本文提出一种基于太阳辐射为植入式生物传感器充电的方法，并建立相应模型。作者首先构建太阳光源、可穿戴光学系统和皮肤组织模型，选取0.50–1.00 µm波段，利用滤光片滤除紫外有害辐射，并通过菲涅尔透镜聚焦阳光。随后采用蒙特卡洛方法模拟阳光在表皮、真皮、脂肪和肌肉等皮肤层中的传播与能量分布，分析垂直入射和斜入射条件下光斑位置、辐照度及...
本研究首次比较小型啮齿类动物（大鼠）与大型动物（小型猪）对小型皮下植入物的异物反应（FBR）。作者将负载地塞米松的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球/聚乙烯醇（PVA）水凝胶复合涂层用于小型皮下植入物，以在哥廷根小型猪模型中预防FBR。植入物由小型硅芯片（模拟小型植入式生物传感器）涂覆复合制剂构成。组织学比较显示，慢性炎症（胶原...
商用植入式针式葡萄糖传感器在分析性能上稳健，但临床可靠性常受组织–传感器相互作用影响。本文报道了管状、多孔地塞米松（Dex）释放聚氨酯涂层的物理、药物释放和生物活性表征，旨在减轻组织–传感器界面局部炎症。多孔聚氨酯涂层采用盐析/发泡法制备，扫描电镜和微计算机断层扫描显示其孔隙率和涂层厚度可控。体外2周药物释放呈初始快速释放后缓慢释放...
本文报道了一种用于植入式多目标电化学生物传感的集成控制与读出电路。该系统可同时对多种分子靶标进行循环伏安（CV）和计时安培（CA）检测。作者设计了一款定制集成电路，实现生物传感器的电压控制与电流读出：混合信号电路块通过片上直接数字合成器（DDS）产生亚赫兹三角波，用于CV控制；电流-脉宽转换器将CA电流转换为数字脉宽输出。该IC采用...
光学成像仪器性能的持续提升显著推动了活体分子成像的发展。为了在自由移动且无束缚的实验对象中推进分子成像，作者设计了一种微型垂直腔面发射激光器（VCSEL）生物传感器，其体积约为1 cm3、质量约0.7 g，能够准确检测小动物体内的荧光团以及肿瘤靶向分子探针。该传感器集成了关键的互补金属氧化物半导体（CMOS）读出集成电路，对荧光信号...