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研究人员开发了一种灵活的植入式传感器,可以连续监测兔子膝盖中的一氧化氮含量,可能标记骨关节炎。


在前交叉韧带(ACL)断裂和相关损伤后,这种化学介质可能会起到很好的作用,并引发早发性骨关节炎。通常情况下,退行性疾病只有在出现进展性症状后才被诊断,但通过一氧化氮监测可能更早地被识别。



实时评估与炎症相关的生物标志物,如关节腔中的一氧化氮,可以指示骨关节炎最初发展时的病理演变,为优化创伤性膝关节损伤后的治疗提供重要信息。


挑战在于,一氧化氮检测需要高度灵敏和稳定的电化学传感器,这些传感器也具有灵活性和生物相容性,因此可以精确地绘制出一氧化氮的地理来源。

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有限的表面积使得同时获得高灵敏度和高空间分辨率成为挑战,这意味着该设备可能能够检测一氧化氮,但可能无法准确定位其来源,因此不清楚信号是否与损伤部位或周围组织有关。还需要定期重新校准,以确保所需的准确性。


研究人员转向柔性和生物相容性有机电化学晶体管(OECT)的潜在解决方案,它可以使用电压和电流来识别和放大信号。即使是小的离子浓度,一旦它们在栅电极上氧化并将电解质的离子驱动到器件的沟道中,也可以检测和放大;然而,该通道由一种聚合物制成,称为PEDOT:PSS,通常在不同于一氧化氮的栅极电压下工作。



与之前报道的电化学一氧化氮传感器相比,具有小型化有源传感区域的无参考传感器使一氧化氮检测具有更高的空间分辨率,这可以使电化学信号的映射提供全面的诊断信息。


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