对于患有脊柱裂、瘫痪和各种膀胱疾病的人来说，确定何时去洗手间可能是一个问题。为了缓解这种常见的压力，西北大学的研究人员设计了一款传感器阵列，可以附着在膀胱外壁，实时检测其充盈度。该设备利用嵌入式蓝牙技术，将数据传输到智能手机应用程序，让用户能够更轻松、更准确地监测他们的身体机能。
这项发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究中详述的新工具，不仅仅是为了预防失禁问题。无法感知膀胱充盈感带来的不便远不止显而易见的麻烦——对于数百万患有膀胱功能障碍的美国人来说，不知道何时去洗手间可能导致其他器官损伤，例如频繁感染和肾脏损伤。为了解决这些问题，这款新的医疗设备模仿了膀胱自身的弹性。
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“这里的主要进展在于开发了超柔软、超薄、可拉伸的应变计，它们可以轻轻地包裹在膀胱的外部表面，而不会对膀胱的自然充盈和排空行为施加任何机械约束，”西北大学材料科学和生物医学工程教授、该研究的联合首席研究员 John Rogers 在一份声明中说。
当膀胱充满尿液时，其扩张会拉伸传感器材料，进而无线地将数据发送到患者的智能手机应用程序。当器官排尿后收缩时，这一过程也同样适用，全天为用户提供实时数据。在小型动物实验室测试中，这款无电池设备能够准确监测膀胱长达 30 天，而在非人类灵长类动物身上，该植入物的持续时间长达 8 周。
“根据不同的使用场景，我们可以设计技术永久植入体内，或者在患者完全康复后无害地溶解，”再生工程师、该研究联合首席研究员 Guillermo Ameer 周一表示。
研究人员认为，他们的设备可以减少对不舒服且易感染的导尿管的需求，并限制使用更具侵入性的住院膀胱监测程序。但为何止于此呢？
该团队还在测试一种独立的、可生物降解的“补片”，该补片利用患者自身的干细胞。这种名为“促再生支架”（PRS）的新材料也能随着膀胱的运动而膨胀和收缩，同时促进新器官细胞的生长。当补片溶解时，新组织会留在原位，从而实现更快、更有效的愈合。研究人员希望有一天能将他们的 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，这些系统是可植入的促再生装置，能够探测其微环境，无线地向体外报告这些发现……并能够按需或按计划响应，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集成额外的技术，通过智能手机应用程序按需刺激排尿。总而言之，这三项医疗进步有一天可能为膀胱功能障碍患者提供一种侵入性更小、更舒适、更有效的治疗方法。
