以戴手套的手指作為對比，展示了在支架骨干上的概念驗證流量傳感器據(jù)麥姆斯咨詢報道，研究人員開發(fā)出一款可伸縮傳感器，能夠與腦動脈瘤治療中的分流器配合使用，無需診斷即可追蹤血管中的血流動力學(xué)。

來自喬治亞理工學(xué)院（Georgia Tech’s Institute）電子和納米技術(shù)專業(yè)，匹茲堡大學(xué)（the University of Pittsburgh）和韓國材料研究所（Korea Institute of Materials Science）的研究人員組成的合作團隊開發(fā)出一款能夠利用電容變化來測量血流量的傳感器。

該團隊表明，這款傳感器可以準確測量動物血管的體外流動。現(xiàn)在他們正在致力于實現(xiàn)這項體內(nèi)實驗的無線操作。Woon-Hong Yeo是該項目的研究人員之一，他在一篇新聞稿中表示，“納米結(jié)構(gòu)的傳感器系統(tǒng)在患者治療中具有很多優(yōu)勢，包括侵入性較小的動脈瘤治療和主動監(jiān)測能力，集成系統(tǒng)可以在術(shù)后主動監(jiān)測血流動力學(xué)，允許醫(yī)生跟蹤定量測量分流器在治療中的工作情況。”動脈瘤最常見的治療辦法是使用鉑金彈簧圈置入動脈瘤囊。然而，支架狀分流器為腦動脈瘤提供了一種侵入性較小的治療方法。

流量轉(zhuǎn)向?qū)⒍嗫字Ъ芊胖迷趧用}瘤的頸部，以重新引導(dǎo)動脈瘤囊的流動，防止局部血栓的發(fā)生。匹茲堡大學(xué)斯萬森工程學(xué)院（Swanson School of Engineering）的助教Youngjae Chun解釋道，“利用高孔薄膜鎳鈦合金，我們開發(fā)出一款高伸縮性、超彈性的分流器。現(xiàn)有的分流器中沒有一款能夠定量、實時監(jiān)測腦動脈瘤囊內(nèi)血流動力學(xué)。

通過與喬治亞理工學(xué)院Yeo博士所帶領(lǐng)小組的合作，我們開發(fā)出一款智能分流系統(tǒng)，能夠主動監(jiān)測手術(shù)中和手術(shù)后的血流變化。”受損的動脈修復(fù)可能要花費數(shù)月或數(shù)年，也就意味著對分流器的監(jiān)測必須使用MRI（核磁共振）和血管造影。上述兩種辦法都非常昂貴，且需要將磁性染料注入到血液中去。研究團隊開發(fā)出的傳感器可以作為醫(yī)院監(jiān)測治療的解決方案，使用無線感應(yīng)線圈并通過傳感器發(fā)送電磁能量。系統(tǒng)可以根據(jù)能量的諧振頻率通過傳感器時所發(fā)生的變化來測量囊內(nèi)的血流變化。

Yeo說道，“我們正在努力開發(fā)無需電池的無線裝置，該裝置將擁有極強的伸縮性和靈活性，也可以小型化，足以通過大腦中微小且復(fù)雜的血管，安裝起來不會被破壞。將這樣的電子系統(tǒng)插入到大腦狹窄且彎曲的血管中是非常具有挑戰(zhàn)性的。”憑借纏繞在分流器介電材料周圍的兩層金屬層微膜，傳感器的厚度可以達到幾百納米。傳感器的生產(chǎn)使用了柔軟的彈性材料，以及納米制造和材料轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)。

Yeo表示，“薄膜通過分流器的流動而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)流動強度、速度差，偏轉(zhuǎn)量也相應(yīng)發(fā)生變化。我們基于電容變化測量偏轉(zhuǎn)量，因為電容與兩層金屬層之間的距離成反比。”由于大腦中的血管非常細小，分流器的長度只有5~10毫米，厚度僅為幾毫米，也就意味著傳統(tǒng)的傳感器因其龐大的電子電路而無法使用。

Yeo繼續(xù)說道，“目前，將功能材料和電路放入如此小的物體中幾乎是不可能的。基于傳統(tǒng)材料和設(shè)計理念，我們所做的工作非常具有挑戰(zhàn)性。”研究團隊在傳感器上做了金、鎂和鎳鈦合金的測試，發(fā)現(xiàn)所有材料都可以安全用于體內(nèi)，但是鎂在不需要使用時可以溶于血液。通過體外測試，該團隊將概念驗證傳感器連接到導(dǎo)線，目前團隊成員正在開發(fā)一種可用于動物模型的無線傳感器。目前，植入式傳感器正用于臨床腹部血管監(jiān)測，但是監(jiān)測大腦中的細小血管還是一個待解決的挑戰(zhàn)。

Yeo指出，“傳感器必須完全壓縮再放置，因此拉伸比例需要達到300%或400%。傳感器結(jié)構(gòu)必須能夠承受上述處理，同時保持舒適且能夠彎曲以適應(yīng)血管內(nèi)部結(jié)構(gòu)。”研究團隊的研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)會?納米》（ACS Nano）期刊上。