- 基于納米材料的無線傳感器可實時監測壓瘡與衛生風險
- 來源：韓國科學技術研究院（NST） 發表于 2025/10/27
韓國電子技術研究院（KERI）開發的無線多傳感平臺原理示意圖。圖片來源：《先進功能材料》（2025 年），DOI：10.1002/adfm.202506774
一支研究團隊聯合開發了一款基于納米材料的 “無線多傳感平臺”，可用于早期檢測壓瘡。壓瘡在老年人、殘疾人等行動不便人群中的發病率較高，相關研究成果已發表于《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）期刊。
在長期護理與康復機構中，壓瘡是困擾老年人與殘疾人的最痛苦病癥之一。它由持續壓力導致皮膚組織損傷引起，因此定期翻身與細致的衛生護理至關重要。
對于行動不便的患者而言，皮膚接觸尿液、糞便等生物污染物會進一步刺激受損皮膚，加重壓瘡癥狀。然而在醫院場景中，護理人員短缺的問題使得實時監測患者狀況變得極具挑戰性。
目前已有可貼附于患者皮膚的傳感器，但多數為僅能檢測壓力的單一功能設備。此外，這類傳感器多依賴小容量電池或有線供電，在醫院實際應用中面臨諸多限制。
為解決這些問題，韓國電子技術研究院（KERI）的崔明宇（Myungwoo Choi）博士帶領團隊，聯合韓國化學技術研究院（KRICT）的趙東輝（Donghwi Cho）博士與昌原國立大學（CWNU）的吳永錫（Yong Suk Oh）教授，共同開發出一款多傳感平臺。該平臺可檢測壓力、溫度、氨氣（NH₃）等多種生理信號，且能通過無線供電便捷運行。
該技術的核心是一種名為硫化銅（CuS）的納米材料，它具有優異的抗菌與殺菌性能：不僅能選擇性檢測尿液、糞便等生物污染物釋放的氨氣，還可預防皮膚感染、改善衛生狀況。
崔明宇博士團隊通過將硫化銅表面設計為三維多孔結構，最大限度提升了傳感器效率 —— 即便面對肉眼難以察覺的微量生物污染物，也能快速檢測出其中的氨氣。
此外，該技術相比傳統高價傳感器還具備顯著的成本優勢。團隊與韓國化學技術研究院合作，將商用泡沫銅（Cu foam）簡單浸泡在硫（S）溶液中，成功實現了硫化銅的低成本量產。這種簡易方法使傳感器材料的單位成本較現有方法降低了 17 倍以上。
同時，團隊與昌原國立大學合作，采用了無線供電技術：傳感器可通過智能手機或近場通信（NFC）閱讀器等周邊設備接收電能，無需額外供電裝置。
為實現多種生物信號的無線檢測，研究人員精心設計了每個傳感器的物理與電學結構，最大限度減少了壓力、氣體變化引發的信號間干擾；還自主研發了電路設計與無線通信算法，確保信號采集清晰穩定。
最終，這款傳感器只需貼附在患者皮膚上，無需依賴小容量電池或長導線，即可自動監測患者狀況。
最后，研究團隊與金海 Hansol 康復療養醫院（Gimhae Hansol Rehabilitation & Convalescent Hospital）合作，將傳感器貼附在包括偏癱患者在內的 5 名患者身上，成功驗證了該技術的臨床可行性。
在醫院實際應用中，護士與護理人員可通過智能手機、筆記本電腦或平板電腦實時監測患者皮膚狀況，不僅有助于早期預防壓瘡，還大幅提升了患者護理工作的效率。
崔明宇博士表示：“我們開發出一種高效材料，無需外部能源，即可在室溫下從人體排出的氣體中選擇性檢測氨氣 —— 這是此類材料在無線傳感器平臺中的全球首次應用。”
他補充道：“這是學術界、研究機構與醫院成功合作的典型案例，具有重要意義。”
該團隊計劃將傳感器的診斷功能從壓瘡監測擴展到皮膚濕度、pH 值與乳酸濃度監測；同時持續推進研發，力爭讓該無線傳感平臺廣泛應用于慢性傷口管理、早期感染檢測與康復護理領域。
此外，團隊還希望通過開發基于人工智能（AI）的疾病風險預測系統與自動警報系統，并將其與醫院云網絡、家庭護理系統對接，推動該技術升級為聯動醫療與產業領域的智慧醫療平臺。
期刊信息：《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）信息提供：韓國科學技術研究院（NST）
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