美國密歇根大學邁耶霍夫(Meyerhoff)博士說,患者通常需要進行十幾甚至二十幾項生化檢查,若可以將這些檢查項目一次性地在患者床旁完成,將會把實驗室檢查變得多麼簡單便利,而電子生化傳感器技術或許可以完成這個美好的願望。
目前,已經有一次性電子化學傳感器完成床旁血液檢查(包括免疫分析)和多次複用電子化學傳感器進行血氣及電解質分析。而將傳感器置入患者體內進行監測將又是一個巨大的進步,研究顯示,體內血氣、血糖監測可比體外監測更加準確地反映患者的真實情況。但進行體內監測還存在一個巨大的挑戰,那就是如何提高傳感器在體內的生物相容性。
血管內皮細胞生成的一氧化氮(NO)是一種強效抗血小板活性劑和血管擴張劑,並具有顯著的抗微生物等特性。利用NO的抗凝特性,科學家研製出了一種動脈內置入管型血氣傳感器,通過電極反應可釋放出NO,從而防止傳感器發生血栓。研究顯示,普通傳感器的血栓發生率是可釋放NO傳感器的3倍左右。
除了提高傳感器的生物相容性外,通過人工釋放NO還有助於達到預防感染的作用。在包括導管在內的醫療器械中,細菌生物膜是導致感染的主要原因,那麼研製出一種可以感知生物膜形成和播散的裝置則是研發“智能”導管的初衷。通過Cu++NO2-+2H+→ Cu2++NO+H2O這樣的反應,可以研發出以銅電極為基礎的導管。研究顯示,在置入動物體內7天後,與無NO釋放的導管相比,可釋放NO導管附著的大腸杆菌和鮑曼不動杆菌均顯著減少。而“智能”導管可通過感知導管局部表麵電勢(由細菌的改變所致)或pH值的改變而動態地釋放NO。研究表明,電子生化傳感器NO釋放“智能”導管可使導管表麵細菌減少67%。