文章核心观点 - 复旦大学研究团队开发了一种基于超薄铌酸锂单晶压电薄膜（LNTF）的无线、无电池、超薄柔性颅内压（ICP）传感系统，该技术解决了现有临床监测设备感染风险高、限制患者活动、舒适度差及难以实现柔性共形贴附的挑战，为连续、精准监测动态生物力学生理信号（如颅内压）提供了新的解决方案 [1][2] 技术原理与设计 - 核心技术结合了压电薄膜谐振器与无线电感耦合原理，利用厚度仅3微米的超薄铌酸锂单晶压电薄膜（LNTF）构建无线谐振式传感器 [2] - 传感器通过谐振频率的变化来检测生物组织界面的微小机械形变，实现高灵敏度监测，其无芯片、超薄设计（整体厚度约10微米）使其能与不同生物组织形成共形接触 [2][6] - 采用悬空结构设计，使压电薄膜谐振器的振动能量局域于LNTF内，并维持在水平剪切（SH0）共振模式，将机电耦合效率提升至最高35%，从而有效提高无线传感的距离和信号强度 [6] 器件性能表征 - 制备的谐振器本征频率为58.163 MHz，品质因子（Q值）约300，为高灵敏度传感提供了基础 [7] - 器件机械鲁棒性强，各功能层应变远低于材料断裂极限，应变检测极限低至0.03%，灵敏度达56.9 Hz/με，在1000次动态及循环应变加载下表现出优异的可重复性与稳定性 [7] - 通过将LNTF谐振器与带空腔的PDMS基底集成，构建了全植入式压力传感器，其压力检测极限低至0.15 mmHg，灵敏度高达0.223 kHz/mmHg，量程宽达0-240 mmHg，完全满足临床颅内压监测需求 [9] 在体实验验证与应用潜力 - 在大鼠模型中的植入实验成功验证了器件功能，能准确响应由腹部压迫引起的急性颅内压变化，并与商用压力计结果高度吻合 [12] - 在模拟脑积水的病理模型中，器件能精准追踪脑脊液容量变化引发的颅内压波动 [12] - 器件实现了长达1个月的颅内压实时监测，其检测灵敏度0.15 mmHg高于目前医疗器械1 mmHg一个数量级 [12] - 体外与在体实验验证了器件在长期植入环境下的功能稳定性以及生物安全性 [12] - 该技术展现了在生物组织动态生物力学连续精准监测方面的临床应用潜力，为未来能够测量多种生理信号及疾病相关内部压力的生物电子系统奠定了重要基础 [12]