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  香港城市大學(xué)胡金蓮教授團(tuán)隊(duì)在《Advanced Science》以“Wearable Bioelectronics for Home-Based Monitoring and Treatment of Muscle Atrophy”為題發(fā)表重磅綜述，系統(tǒng)提出肌肉萎縮居家診療的創(chuàng)新技術(shù)體系。針對(duì)全球超10%老年人受肌肉萎縮困擾、醫(yī)療成本高昂的現(xiàn)狀該綜述整合五大監(jiān)測技術(shù)（機(jī)械傳感器，肌電圖（EMG），生物電阻抗（BIA），超聲貼片和電化學(xué)傳感器）與四大治療策略（經(jīng)皮電刺激，植入式生物電子，生物電子藥物遞送，外肌肉系統(tǒng)（ExoMuscles）），構(gòu)建閉環(huán)解決方案（圖1）。

圖1.肌肉萎縮居家監(jiān)測和治療的可穿戴生物電子技術(shù)

  監(jiān)測技術(shù)主要分五類：機(jī)械傳感器方面，壓阻式通過導(dǎo)電材料變形改變電阻值來感知壓力，電容式則利用電極間距變化引起電容變化。特別值得注意的是電感式傳感器，它通過肌肉體積變化影響磁場來檢測靜態(tài)萎縮，這在可穿戴設(shè)備中很少見。肌電圖監(jiān)測的突破在于高密度電極陣列能繪制電流傳播圖，區(qū)分神經(jīng)源性和肌源性萎縮。而生物電阻抗的創(chuàng)新點(diǎn)在于旋轉(zhuǎn)式測量，通過電極陣列旋轉(zhuǎn)分析肌肉各向異性，比傳統(tǒng)方法更敏感。超聲貼片的關(guān)鍵是柔性壓電材料能貼合皮膚曲面，且新型復(fù)合材料解決了傳統(tǒng)陶瓷脆性問題。電化學(xué)傳感器的進(jìn)步在于非酶檢測方法提升了穩(wěn)定性，多路復(fù)用芯片則能同時(shí)分析多種標(biāo)志物。

  治療領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性進(jìn)展：經(jīng)皮電刺激采用空間分布式電極陣列與指數(shù)爬升脈沖波形優(yōu)化神經(jīng)肌肉激活，同步降低刺激不適。植入式系統(tǒng)利用摩擦電/壓電效應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為靶向電刺激，其中動(dòng)態(tài)共價(jià)聚合物電極耐受組織形變，MXene微針實(shí)現(xiàn)神經(jīng)肌肉同步調(diào)控。生物電子藥物遞送分兩路徑——高壓電穿孔增強(qiáng)核酸類藥物胞內(nèi)遞送效率，低壓離子電滲驅(qū)動(dòng)多肽抑制劑透皮轉(zhuǎn)運(yùn)，二者通過導(dǎo)電水凝膠載體協(xié)同提升生物利用率。外肌肉系統(tǒng)則整合人工肌肉驅(qū)動(dòng)與肌電意圖識(shí)別，形成感知-致動(dòng)閉環(huán)。

  研究團(tuán)隊(duì)提出肌肉萎縮智能診療閉環(huán)系統(tǒng)的三級(jí)發(fā)展路徑（圖2）：在技術(shù)整合層，重點(diǎn)突破多模態(tài)生物傳感融合與自適應(yīng)治療策略（基于萎縮分型的電刺激參數(shù)自優(yōu)化）。臨床轉(zhuǎn)化層將建立診療一體化平臺(tái)，通過數(shù)字孿生肌肉模型實(shí)現(xiàn)“監(jiān)測數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)治療參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整”的實(shí)時(shí)閉環(huán)，其中云端電刺激參數(shù)庫支持個(gè)性化方案生成。應(yīng)用生態(tài)層則致力于構(gòu)建跨學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋柔性電子、AI決策（治療參數(shù)溯源機(jī)制）及醫(yī)療倫理框架（植入設(shè)備數(shù)據(jù)隱私保護(hù)）。核心科學(xué)挑戰(zhàn)包括開發(fā)組織兼容性動(dòng)態(tài)界面材料（隨萎縮進(jìn)程自適應(yīng)阻抗匹配）、解析多病因萎縮的分子-電生理耦合機(jī)制、以及解決自供電設(shè)備在低活動(dòng)量患者中的能量捕獲瓶頸。最終目標(biāo)形成覆蓋“早期預(yù)警-精準(zhǔn)干預(yù)-功能代償”的全周期肌肉健康管理系統(tǒng)。

圖2. 生物電子實(shí)現(xiàn)肌肉萎縮居家監(jiān)測和治療的挑戰(zhàn)和解決方案

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202502831