具有电化学葡萄糖感应的生物电子,用于实时伤口监测
Jiamin Yan1, Junping Wang2, Zhongdong Wu3
1College of Textiles and Clothing, Xinjiang University, Urumqi, 830046, Xinjiang, China; Beijing Institute of Radiation Medicine, Beijing, 100850, China.
Analytica chimica acta
|August 1, 2025
概括
使用纤维生物燃料电池 (Fiber BFCs) 开发了具有集成葡萄糖传感能力的生物电子. 这些创新线提供实时伤口葡萄糖监测,显示先进伤口护理的前景,并取代传统线.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 对伤口生理学的实时现场监测对于有效的患者护理至关重要.
- 葡萄糖水平是伤口状况和愈合的关键指标.
- 目前的灵活传感器仅限于表面伤口监测,而纤维生物传感器往往缺乏多功能性,需要外部电源.
研究的目的:
- 开发一种新的生物电子,能够实时地在伤口内实地监测血糖.
- 创建一个自动供电的生物传感系统,集成到一个功能性的医疗.
主要方法:
- 使用多孔金棉纤维 (10-TAF) 作为基电极制造纤维生物燃料电池 (Fiber BFCs).
- 用葡萄糖氧化酶 (GOx) 和四甲 (TTF) 组装纤维阳极;用纳米粒子 (Pt NPs) 组装纤维阴极.
- 纤维BFC的机械性能测试 (拉力变形,Young的模量) 和稳定性测试 (间歇性操作).
- 在生体内测试纤维BFCs作为生物电子在老鼠腹部伤口的葡萄糖传感和生物相容性评估.
主要成果:
- 纤维BFC表现出极好的灵活性和抗拉强度,与医疗相美 (27%的拉伸变形在断裂时,2795.41 MPa的模量).
- 设备在间歇运行128小时后保持了超过90.4%的最大输出功率,表明了高稳定性.
- 在体内研究表明有效的葡萄糖传感 (9.25 mV mM-1灵敏度) 和良好的生物相容性在老鼠伤口模型.
结论:
- 开发的基于纤维BFCs的生物电子部为伤口的实时现场葡萄糖监测提供了一个有前途的解决方案.
- 这些具具有有利的机械性能,稳定性和生物相容性,使它们成为临床应用中传统医疗具的潜在替代品.
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