这种植入物会告诉智能手机应用程序你什么时候需要小便

对于患有脊柱裂、瘫痪和各种膀胱疾病的人来说，确定何时上厕所可能是一个问题。为了帮助缓解频繁的压力，西北大学的研究人员设计了一个传感器阵列，它可以附着在膀胱的外壁上，使其能够实时检测膀胱的充盈程度。然后，该设备使用嵌入式蓝牙技术将其数据传输到智能手机应用程序，使用户能够监控自己的身体机能，而无需担心不适和猜测。

今天发表在《美国国家科学院院刊》（ PNAS ）上的一项研究中详细介绍了这种新工具，它的目的不仅仅是预防失禁问题。无法感知膀胱充盈远不止明显的不便——对于数百万患有膀胱功能障碍的美国人来说，不知道什么时候上厕所可能会导致额外的器官损伤，如定期感染和肾脏损伤。为了解决这些问题，这种新的医疗设备可以模拟膀胱自身的弹性。

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这项研究的共同负责人、西北大学材料科学与生物医学工程教授约翰·罗杰斯在一份声明中表示：“这里的关键进展是开发超柔软、超薄、可拉伸的应变计，它可以轻轻包裹膀胱的外表面，而不会对自然的充盈和排尿行为施加任何机械限制。”

当膀胱充满尿液时，其膨胀会拉伸传感器材料，进而将数据无线发送到患者的智能手机应用程序。当膀胱在排尿后收缩时，传感器材料也会发挥作用，为用户提供全天尿量变化的实时数据。在小型动物实验室测试中，这种无电池设备可以准确监测膀胱 30 天，而植入物在非人类灵长类动物体内的使用寿命长达 8 周。

再生工程师、研究联合负责人吉列尔莫·阿米尔 (Guillermo Ameer) 周一表示：“根据使用情况，我们可以设计该技术使其永久驻留在体内，或者在患者完全康复后无害地溶解。”

研究人员认为，他们的设备可以减少对不舒适且易感染的导管的需求，并限制使用更具侵入性的住院膀胱监测程序。但为什么要止步于此呢？

该团队还在测试一种单独的、可生物降解的“贴片”，该贴片使用患者自身的干细胞。这种新材料被称为促再生支架 (PRS)，它还能随着膀胱运动而扩张和收缩，同时促进新器官细胞的生长。贴片溶解后，新组织仍会保留在原位，从而实现更快、更有效的愈合。研究人员希望有朝一日能将他们的 PRS 工作与无线监测传感器结合起来。

“这项工作使我们更接近智能再生系统的现实，这是一种可植入的再生设备，能够探测其微环境，无线报告体外的发现......并实现按需或程序化响应以改变方向并提高设备性能或安全性，”Ameer 说。

为了进一步恢复功能，该团队认为，他们的传感器最终可以结合其他技术，使用智能手机应用程序按需刺激排尿。总的来说，这三项医学进步有朝一日可以为膀胱问题患者提供一种侵入性更小、更舒适、更有效的治疗方法。