1. 痛點問題

全球范圍內(nèi)妊娠疾病的發(fā)病率和患病率令人擔(dān)憂，每年全球有超過20,000,000例高風(fēng)險妊娠和2,600,000例胎兒死亡。其中，宮內(nèi)缺氧、宮內(nèi)感染和母嬰血型不容的發(fā)生率分別為38.5％、10％和25％，這些疾病可以通過分析羊水中生化物質(zhì)的異常提前預(yù)警。如果在妊娠期可以對羊水中的生化物質(zhì)進行實時監(jiān)測，就有可能在這些疾病發(fā)生初期及時干預(yù)，提升母胎安全。

然而，在胎兒發(fā)育過程中，羊膜起著保護作用，其厚度僅為 20–50 μm，當被檢測設(shè)備持續(xù)穿透時，容易發(fā)生破裂。與其他組織相比，羊膜含有較少的免疫細胞和修復(fù)因子，再生能力較差。在動態(tài)變形過程中，~0.28 N 的力就會導(dǎo)致羊膜破裂。而且，變形產(chǎn)生的應(yīng)力會誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶增加和細胞外基質(zhì)降解，進而加劇羊膜破裂，導(dǎo)致羊水感染、胎兒流產(chǎn)。因此，目前還沒有方法可以實現(xiàn)妊娠期間羊水生化動力學(xué)的實時監(jiān)測。

2. 解決方案

近日，南京大學(xué)張曄課題組開發(fā)設(shè)計了一種界面穩(wěn)定的纖維傳感器，用于實時監(jiān)測妊娠期羊水中的生化動力學(xué)。通過開發(fā)生物界面匹配的高分子凝膠涂層，該傳感器可以實現(xiàn)與羊膜組織快速黏附、促羊膜再生和植入周期均勻的應(yīng)力分布，維持羊水穩(wěn)定。當妊娠期突發(fā)疾病時，傳感器實時監(jiān)測到羊水中的生化異常并發(fā)出預(yù)警，極大改善了胎兒的存活率和發(fā)育狀況。

3. 競爭優(yōu)勢分析

1）植入后的纖維傳感器在形態(tài)上類似于皮膚表面的毛發(fā)，且表現(xiàn)出優(yōu)異的響應(yīng)性能和高生物相容性；

2) 傳感器實時檢測的生化信號與臨床金標準（體外斷點測量）相比，準確度高達98%；

3) 通過將纖維傳感器與柔性芯片集成，實現(xiàn)了對妊娠疾病的早期檢測預(yù)警。具體而言，纖維傳感器將檢測到的生化信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后由柔性芯片收集并處理，通過藍牙無線傳輸至手機，從而實現(xiàn)對生化物質(zhì)的持續(xù)實時監(jiān)測。