植入膀胱的“智能管家”!Nature Communications:可植入柔性膀胱接口实现监测与治疗一体化


神经源性膀胱,听着专业,却实实在在困扰着全球超2亿人。脊髓损伤、多发性硬化等疾病都可能引发它,一旦控制不好,膀胱输尿管反流、肾积水等问题接踵而至,甚至威胁生命。传统监测干预手段,总跟不上膀胱动态扩张的节奏,长期植入设备的研发,一直是难以突破的瓶颈。

而就在近日,国际权威期刊Nature Communications在线发表了一项重磅研究,来自中国的科研团队,成功攻克了这一难题,打造出一款能“贴身服务”膀胱的智能设备。

这款设备的核心,是一块高性能可拉伸薄膜电极。它不用复杂的预拉伸处理,就能实现各向同性800%以上的拉伸,单向拉伸也能达到700%。即便在200%应变下循环5万次,电性能依然稳定。这背后,是沟槽结构与金纳米针复合导电层的功劳,它们共同筑牢了设备耐受大形变的基础。

图1 用于神经源性膀胱功能障碍治疗的柔性膀胱-机界面系统

把它植入大鼠体内后,表现更是亮眼。它能同步完成三大核心任务:实时监测膀胱内压、采集逼尿肌肌电信号、实施精准电刺激。植入7天,设备和膀胱组织贴合得严丝合缝,没有移位、脱落的情况,稳稳发挥作用。

研究团队构建了脊髓损伤致神经源性膀胱大鼠模型,分设假手术组、模型组等四组进行对比。经过7天连续电刺激干预,结果令人惊喜:大鼠非排尿性无意识膀胱收缩频率显著降低,几乎和正常大鼠持平。更关键的是,它对膀胱基础压、最大压等核心指标没有任何不良影响,干预的安全性得到充分验证。

图2 膀胱-机界面系统的性能表征

设备里的应变传感器,更是个“精准诊断官”。它能通过电阻变化,清晰区分生理性排尿收缩、病理性非排尿收缩和无临床意义的收缩,ROC曲线下面积达到0.8699,诊断价值十分突出。

同时,它的长期生物相容性也经得起考验。模拟体内2-3个月的使用时长,电极阻抗变化不足5%,拉伸导电性能仅下降10%-15%,完全满足长期植入的需求。

图3 膀胱-机界面优异性能的机制探究

这款能植入膀胱的“智能管家”,集监测、诊断、治疗于一体,突破了传统设备的适配局限。它为脊髓损伤相关的神经源性膀胱,带来了闭环管理的全新方案。

未来,随着技术的进一步完善,它有望走进更多患者的生活,成为守护泌尿健康的重要力量,让患者摆脱疾病困扰,重获高质量生活。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Li, H., Wang, S., Yu, Q. et al. Implantable soft bladder-machine interface for neurogenic bladder dysfunction. Nat Commun 17, 2458 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70680-0


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