可实时追踪血液中单个细胞的穿戴医疗设备问世

【导语】麻省理工学院研究团队最新研发出名为CircTrek的可穿戴医疗设备，体积小巧如手表，却能非侵入性实时监测血液中单个细胞。这款设备旨在提供实时动态监测，有望在疾病早筛、复发检测等多个医疗环节发挥关键作用。其利用荧光标记和激光技术，集成了Wi-Fi模块，未来可实现远程监测和数据传输，大幅提升诊疗效率。CircTrek已在模拟实验中验证准确性和安全性，未来有望广泛应用于多种疾病监测。

体积小巧如手表，但具备非侵入性实时监测血液中单个细胞的能力，麻省理工学院（MIT）“纳米网络生物探索”研究团队最新研发出一款名为CircTrek的可穿戴医疗设备。区别于传统的“快照式”抽血诊断，CircTrek旨在提供实时动态监测。团队负责人Deblina Sarkar表示，CircTrek有望在疾病早筛、复发检测、感染风险评估及疗效监控等多个医疗关键环节发挥重要作用。相关成果日前已发表于《Nature Partner Journals: Biosensing》期刊。

研究人员指出，连续性监测技术对于(yú)抓(zhuā)住(zhù)关键治(zhì)疗(liáo)窗(chuāng)口(kǒu)相(xiāng)当(dāng)重(zhòng)要(yào)。当(dāng)前(qián)唯(wéi)一(yī)可(kě)供(gōng)临(lín)床(chuáng)使(shǐ)用(yòng)的(de)实(shí)时(shí)性(xìng)监(jiān)测(cè)技(jì)术(shù)为(wèi)体(tǐ)内(nèi)流(liú)式(shì)细(xì)胞(bāo)术(shù)，但(dàn)需(xū)要(yào)庞(páng)大(dà)的(de)显(xiǎn)微(wēi)设(shè)备(bèi)，并(bìng)要(yào)求(qiú)病(bìng)人(rén)长(zhǎng)时(shí)间(jiān)在(zài)场(chǎng)。而(ér)CircTrek集成(chéng)了(le)Wi-Fi模(mó)块(kuài)，未(wèi)来(lái)可(kě)实现在家监测、实时数据远程传输至护理团队，从而大幅提升诊疗效率。

该设备的工作原理为荧光标记和激光技术。研究人员介绍，现已有多种标记方法获得人体使用许可，标记方式为使用抗体荧光染料或通过基因改造，使目标细胞表达荧光蛋白。定向激光束则用来刺激皮肤下被荧光标记的细胞，并借助特(tè)制(zhì)滤(lǜ)光(guāng)系(xì)统(tǒng)降(jiàng)低(dī)如(rú)心跳等背景噪声，从而精准提取荧光信号。

例如，在CAR-T免疫细胞治疗中，患者的免疫细胞就可以被实验室采集、改造并荧光标记，以对抗癌症，并通过CircTrek进行实时疗效监测。研究发现，治疗后患者血液中CAR-T细胞的持续存在往往意味着更好的治疗结果。

研究还评估了设备的准确度，CircTrek已在模拟人类皮肤下血流的实验系统中完成测试，单细胞检测的准确性已通过高分辨共聚焦显微镜验证。同时，实验还确认(rèn)了(le)CircTrek的(de)安(ān)全性(xìng)，结(jié)果(guǒ)显(xiǎn)示(shì)激(jī)光(guāng)仅(jǐn)使(shǐ)得(de)皮(pí)肤(fū)升(shēng)温(wēn)1.51℃，远(yuǎn)低(dī)于(yú)组(zǔ)织(zhī)损(sǔn)伤(shāng)阈(yù)值(zhí)。

为(wèi)实现佩戴便捷，团队还对系统硬件进行了高度微型化设计。激光驱动器、降噪滤波器等核心部件集成于仅42毫米×35毫米的电路板上，使设备的整体尺寸与普通智能手表相仿。其中的荧光传感器尺寸极小但高度灵敏，能检测到单个光子的微弱信号。

研究人员表示，尽管CircTrek仍需进一步临床验证，但其设备参数可根据不同需求灵活调整，未来有望广泛应用于多种疾病监测，为临床治疗提供更实时、精准的数据支持。