- 基于纳米材料的无线传感器可实时监测压疮与卫生风险
- 来源:韩国科学技术研究院(NST) 发表于 2025/10/27

韩国电子技术研究院(KERI)开发的无线多传感平台原理示意图。图片来源:《先进功能材料》(2025 年),DOI:10.1002/adfm.202506774
一支研究团队联合开发了一款基于纳米材料的 “无线多传感平台”,可用于早期检测压疮。压疮在老年人、残疾人等行动不便人群中的发病率较高,相关研究成果已发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊。
在长期护理与康复机构中,压疮是困扰老年人与残疾人的最痛苦病症之一。它由持续压力导致皮肤组织损伤引起,因此定期翻身与细致的卫生护理至关重要。
对于行动不便的患者而言,皮肤接触尿液、粪便等生物污染物会进一步刺激受损皮肤,加重压疮症状。然而在医院场景中,护理人员短缺的问题使得实时监测患者状况变得极具挑战性。
目前已有可贴附于患者皮肤的传感器,但多数为仅能检测压力的单一功能设备。此外,这类传感器多依赖小容量电池或有线供电,在医院实际应用中面临诸多限制。
为解决这些问题,韩国电子技术研究院(KERI)的崔明宇(Myungwoo Choi)博士带领团队,联合韩国化学技术研究院(KRICT)的赵东辉(Donghwi Cho)博士与昌原国立大学(CWNU)的吴永锡(Yong Suk Oh)教授,共同开发出一款多传感平台。该平台可检测压力、温度、氨气(NH₃)等多种生理信号,且能通过无线供电便捷运行。
该技术的核心是一种名为硫化铜(CuS)的纳米材料,它具有优异的抗菌与杀菌性能:不仅能选择性检测尿液、粪便等生物污染物释放的氨气,还可预防皮肤感染、改善卫生状况。
崔明宇博士团队通过将硫化铜表面设计为三维多孔结构,最大限度提升了传感器效率 —— 即便面对肉眼难以察觉的微量生物污染物,也能快速检测出其中的氨气。
此外,该技术相比传统高价传感器还具备显著的成本优势。团队与韩国化学技术研究院合作,将商用泡沫铜(Cu foam)简单浸泡在硫(S)溶液中,成功实现了硫化铜的低成本量产。这种简易方法使传感器材料的单位成本较现有方法降低了 17 倍以上。
同时,团队与昌原国立大学合作,采用了无线供电技术:传感器可通过智能手机或近场通信(NFC)阅读器等周边设备接收电能,无需额外供电装置。
为实现多种生物信号的无线检测,研究人员精心设计了每个传感器的物理与电学结构,最大限度减少了压力、气体变化引发的信号间干扰;还自主研发了电路设计与无线通信算法,确保信号采集清晰稳定。
最终,这款传感器只需贴附在患者皮肤上,无需依赖小容量电池或长导线,即可自动监测患者状况。
最后,研究团队与金海 Hansol 康复疗养医院(Gimhae Hansol Rehabilitation & Convalescent Hospital)合作,将传感器贴附在包括偏瘫患者在内的 5 名患者身上,成功验证了该技术的临床可行性。
在医院实际应用中,护士与护理人员可通过智能手机、笔记本电脑或平板电脑实时监测患者皮肤状况,不仅有助于早期预防压疮,还大幅提升了患者护理工作的效率。
崔明宇博士表示:“我们开发出一种高效材料,无需外部能源,即可在室温下从人体排出的气体中选择性检测氨气 —— 这是此类材料在无线传感器平台中的全球首次应用。”
他补充道:“这是学术界、研究机构与医院成功合作的典型案例,具有重要意义。”
该团队计划将传感器的诊断功能从压疮监测扩展到皮肤湿度、pH 值与乳酸浓度监测;同时持续推进研发,力争让该无线传感平台广泛应用于慢性伤口管理、早期感染检测与康复护理领域。
此外,团队还希望通过开发基于人工智能(AI)的疾病风险预测系统与自动警报系统,并将其与医院云网络、家庭护理系统对接,推动该技术升级为联动医疗与产业领域的智慧医疗平台。
期刊信息:《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)信息提供:韩国科学技术研究院(NST)
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