清华长庚赵喆团队与清华大学刘冉团队联合发表可植入功能化丝质外科缝合线应变传感系统

近日，北京清华长庚医院骨科与运动医学中心副教授赵喆团队联合清华大学生物医学工程学院刘冉教授团队联合发表新研究，该研究报道了一种基于功能化丝质外科缝合线的可植入应变传感系统，作为单独的传感器或组织移植物的辅助加强结构进行植入应用，可为肌腱和韧带等移植物的在体、原位应变监测提供新的技术手段。

该研究通过在外科丝线上结合导电聚合物PEDOT:PSS，采用Ecoflex封装制成双螺旋编织结构的应变传感器，同时保留了外科缝线的功能，可以用于肌腱、韧带等软组织的修复重建手术。在手术中通过丝线将传感器与目标结构进行直接缝合固定，实现原位应变监测。未来有望作为一种术中测量工具，实现更加精准的软组织修复。

图1应变传感系统的设计与场景应用

在电容传感器基础上结合电感线圈所形成的电容-电感(LC)回路，可进行体内应变信号的体外无线监测。研究实现了整合系统在动物体内长时间的植入，并进行了运动状态下的在体生物力学观察。未来有望作为一种植入式医疗器械，指导韧带与肌腱修复重建后患者的长期康复与锻炼，在骨科精准手术监测方面也有重要应用前景。

图2应变传感系统的体外植入测试

该研究以Implantable Wireless Suture Sensor For In Situ Tendon and Ligament Strain Monitoring(《用于韧带和肌腱原位应变监测的可植入无线缝线传感器》)为题，发表在Science Advances(《科学进展》)上，清华大学医学院2021级博士生杨广敏为论文第一作者，赵喆、刘冉为该论文的共同通讯作者。该研究得到国家科技部重点研发计划及国家自然科学基金的支持。