复旦大学宋恩名团队开发辅助青光眼诊治的植入式柔性单晶硅传感器

近日，复旦大学光电研究院宋恩名青年研究员学科交叉团队成果在生物电子领域旗舰期刊 Biosensors and Bioelectronics 上发表了题为：Multi-functional, conformal systems with ultrathin crystalline-silicon based bioelectronics for characterization of intraocular pressure and ocular surface temperature 的研究论文。

该研究开发了基于超薄单晶硅纳米薄膜的柔性、生物兼容的多功能智能角膜接触镜（P&T@DG），能够迅速并精确的捕捉眼内压（IOP）波动和监测眼表温度（OST），从而用于多维辅助青光眼诊断。

宋恩名课题组联合培养博士生同济大学邵玉婷与复旦大学材料科学系博士生胡博帆，为论文共同第一作者，同济大学附属同济医院眼科毕燕龙教授、大连理工大学力学与航空航天学院李锐教授为论文共同通讯作者。

新兴植入式柔性电子器件能够形成生物组织紧密接触界面与眼表进行几乎无创接触，实现多种物理和生化信号的监测。近年来的研究应用了多种材料（例如金箔、碳纳米管/颗粒等）能够制备超薄、柔性的压阻传感器以表征眼球的生物力。上述研究具有一定的应用价值，此外，应用柔性转印技术获取的无机半导体材料具有较高功能性和生物兼容性，且能达到传统晶圆整合芯片的性能水平。

因此，该研究基于超薄的单晶硅纳米薄膜（200纳米厚度），采用柔性转印工艺和微纳加工工艺制备了一种柔性、生物兼容的多功能智能角膜接触镜（P&T@DG），能够迅速并精确的捕捉眼内压（IOP）波动和监测眼表温度（OST），从而用于多维辅助青光眼诊断。

该研究通过有限元分析、体外平台性能评估、体外猪眼球模型实验、体内活体兔眼IOP波动模型实验、生物兼容性实验等证明了P&T@DG在眼内压波动范围Δ2~50 mmHg下的灵敏度达到0.03% mmHg-1，在30~50 ℃下的灵敏度达到1.2 Ω/℃，且具有良好的生物兼容性。该器件在IOP监测性能及多功能整合上优于现有报道。该器件具备了实时监测神经视觉内压与眼表温度的多模态采集功能。此外，通过无线集成电路设计该器件有望实现患者长期无线远程数据采集。