原標題：中國科學家開發出「微型光電探針」可無線監測深層腦組織含氧量
大腦是對氧氣最敏感的器官，腦組織中的氧含量直接影響大腦的代謝功能和功能完整性，並與腦疾病狀態密切相關。腦組織氧分壓是腦組織中的氧氣壓力，是大腦含氧量的重要指標。如何精準、便捷地監測腦組織氧分壓，並解析其與神經活動的交互作用關系，是腦科學基礎研究和腦疾病臨床診療中的關鍵問題。
圖為顯微鏡下的植入式微型光電探針。（受訪者供圖）
為此，清華大學、首都醫科大學宣武醫院、北京理工大學等國內多家單位研究人員，經過幾年研究，開發出一種直徑為300微米左右的植入式微型光電探針，在自由活動的動物深層腦組織中實作了無線、連續、即時、精準的腦組織氧分壓監測，為深入探索腦組織中的氧氣濃度變化與神經活動和腦疾病狀態的關系提供了有效工具。該成果1月24日線上發表於國際學術期刊【自然·光子學】上。
研究團隊透過設計制備微型薄膜式發光二極體（LED）和光電探測器，結合對氧氣敏感的磷光塗層，加工成高度整合的植入式微型光電探針。「探針所發出的磷光訊號對氧氣具有高度敏感性，光強隨氧分壓的增加而減小，腦組織缺氧時會發強光，因此可透過光訊號的強弱來測出氧氣濃度，且探針響應時間小於1秒，便於實作動態響應。」論文通訊作者之一、清華大學電子工程系副教授盛興說。
圖為植入式微型光電探針工作示意圖。（受訪者供圖）
此外，研究團隊還開發了微型柔性電路用於無線能量與訊號傳輸，配合微型光電探針，實作全植入式的光電氧分壓傳感系統。
研究人員透過微創方式將探針植入嚙齒類動物（小鼠等）腦部，實作了對動物深部腦區的氧分壓無線動態監測，探究腦組織氧分壓的變化規律。在電刺激小鼠海馬腦區誘導癲癇的模型中，也測得癲癇放電後海馬、皮層等不同腦區顯著的乏氧狀態；同步監測癲癇過程中的神經電活動與局部組織氧分壓變化，探索氧氣在腦神經異常活動過程中的作用與機理。
圖為光電氧分壓傳感系統測試動物腦組織氧含量變化。（受訪者供圖）
「這種新的無線腦組織氧分壓監測的工具和方法，具有便捷、精準、即時等優勢，未來有望為患有癲癇、腦腫瘤、腦卒中、顱內創傷等疾病的患者提供健康監護管理。」盛興說。（記者魏夢佳）
來源：新華社
