【导语】麻省理工学院(MIT)“纳米网络生物探索”团队研发出一款名为CircTrek的可穿戴医疗设备,它体积小巧如手表,却能非侵入性实时监测血液中单个细胞。这款设备旨在提供实时动态监测,有望在疾病早筛、复发检测等多个医疗环节发挥重要作用。其工作原理基于荧光标记和激光技术,已在模拟实验中验证准确性和安全性。CircTrek集成了Wi-Fi模块,未来可实现远程监测,大幅提升诊疗效率,为临床治疗提供更实时、精准的数据支持。

体积小巧如手表,但具备非侵入性实时监测血液中单个细胞的能力,麻省理工学院(MIT)“纳米网络生物探索”研究团队最新研发出一款名为CircTrek的可穿戴医疗设备。区别于传统的“快照式”抽血诊断,CircTrek旨在提供实时动态监测。团队负责人Deblina Sarkar表示,CircTrek有望在疾病早筛、复发检测、感染风险评估及疗效监控等多个医疗关键环节发挥重要作用。相关成果日前已发表于《Nature Partner Journals: Biosensing》期刊。
研究人员指出,连续性监测技术对于抓住关键治疗窗口相当重要。当前唯一可供临床使用的实时性监测技术为体内流式细胞术,但需要庞大的显微设备,并要求病人长时间在场。而CircTrek集成了Wi-Fi模块,未来可实现在家监测、实时数据远程传输至护理团队,从而大幅提升诊疗效率。
该设备的工作原理为荧光标记和激光技术。研究人员介绍,现已有多种标记方法获得人体使用许可,标记方式为使用抗体荧光染料或通过基因改造,使目标细胞表达荧光蛋白。定向激光束则用来刺激皮肤下被荧光标记的细胞,并借助特制滤光系统降低如心跳等背景噪声,从而精准提取荧光信号。
例(lì)如(rú),在(zài)CAR-T免(miǎn)疫(yì)细(xì)胞(bāo)治(zhì)疗(liáo)中(zhōng),患(huàn)者(zhě)的(de)免(miǎn)疫(yì)细(xì)胞(bāo)就(jiù)可(kě)以(yǐ)被(bèi)实(shí)验(yàn)室(shì)采集、改(gǎi)造(zào)并(bìng)荧(yíng)光(guāng)标(biāo)记(jì),以(yǐ)对(duì)抗(kàng)癌(ái)症(zhèng),并(bìng)通(tōng)过(guò)CircTrek进(jìn)行(xíng)实(shí)时(shí)疗(liáo)效(xiào)监(jiān)测(cè)。研(yán)究(jiū)发(fā)现(xiàn),治(zhì)疗(liáo)后(hòu)患(huàn)者(zhě)血(xuè)液(yè)中(zhōng)CAR-T细(xì)胞(bāo)的(de)持(chí)续(xù)存(cún)在(zài)往(wǎng)往(wǎng)意(yì)味(wèi)着(zhe)更(gèng)好(hǎo)的(de)治(zhì)疗(liáo)结(jié)果(guǒ)。
研(yán)究(jiū)还(hái)评(píng)估(gū)了(le)设(shè)备(bèi)的(de)准(zhǔn)确(què)度(dù),CircTrek已(yǐ)在(zài)模(mó)拟(nǐ)人(rén)类(lèi)皮(pí)肤(fū)下(xià)血(xuè)流(liú)的(de)实(shí)验(yàn)系(xì)统(tǒng)中(zhōng)完(wán)成(chéng)测(cè)试(shì),单(dān)细(xì)胞(bāo)检(jiǎn)测(cè)的(de)准(zhǔn)确(què)性(xìng)已(yǐ)通(tōng)过(guò)高(gāo)分(fēn)辨(biàn)共(gòng)聚(jù)焦(jiāo)显(xiǎn)微(wēi)镜(jìng)验(yàn)证(zhèng)。同(tóng)时(shí),实验还确认了CircTrek的安全性,结果显示激光仅使得皮肤升温1.51℃,远低于组织损伤阈值。
为实现佩戴便捷,团队还对系统硬件进行了高度微型化设计。激光驱动器、降噪滤波器等核心部件集成于仅42毫米×35毫米的电路板上,使设备的整体尺寸与普通智能手表相仿。其中的荧光传感器尺寸极小但高度灵敏,能检测到单个光子的微弱信号。
研究人员表示,尽管CircTrek仍需进一步临床验证,但其设备参数可根据不同需求灵活调整,未来有望广泛应用于多种疾病监测,为临床治疗提供更实时、精准的数据支持。
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