海角视频

近日，海角视频 柔性电子器件与智造研究所沈国震教授团队在国际知名期刊《Science Advances》上发表题为“Bioresorbable acoustic patch for simultaneous sealing and early detection of gastric leakage”的研究论文。该研究首次将酸响应声学水凝胶与可穿戴柔性超声阵列相结合，实现了术后吻合口漏的无线、无创、持续监测与主动封堵，为胃外科术后管理提供了全新范式。

胃癌、溃疡或减重手术后，吻合口漏是危及患者生命的严重并发症。现有诊断手段（如CT、内镜）存在辐射暴露、延迟诊断或需二次手术等问题，且缺乏主动干预能力。如何在术后早期、无创、持续地监测泄漏并同步封堵缺损，一直是外科与生物医学工程领域的重大挑战。

针对这一难题，团队设计了一种由明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）、海藻酸钠（SA）和碳酸钙纳米颗粒（CaCO₃ NPs）组成的水凝胶（GCS）。手术时，将预凝胶溶液涂覆于吻合口，紫外光照射20秒即可原位固化，形成密封层。一旦胃酸渗漏，水凝胶中的碳酸钙迅速与酸反应产生二氧化碳（CO₂）微泡，同时释放的钙离子触发海藻酸钠二次交联，形成更致密的双网络结构（GCS-A）。这一过程实现了两大核心功能：封堵效果增强与声学指示。二次交联使水凝胶的杨氏模量提升约2.38倍，粘附强度达21.7 kPa，在离体猪胃漏模型中，24小时内泄漏量小于0.6克，远低于传统材料（>8.8克）；此外，原位生成的CO₂微泡具有显著的声阻抗差异，其非线性振动可将超声回波的二次谐波信号能量提升32倍，使泄漏部位在B超和超宽频非线性（UWN）对比成像中清晰可见。此外，该水凝胶具有良好的生物可吸收性，胃壁植入实验显示，水凝胶在4周内基本降解，且能促进伤口愈合（CD31和α-SMA表达显著上调）。

为实现术后便捷监测，团队同时研发了一款4×4可独立寻址的可穿戴超声阵列，厚度仅1.28毫米，可像创可贴一样贴附于体表。通过比较16个通道的信号变化，系统能够生成二维热力图，精确定位泄漏点（空间分辨率约4毫米），并实时追踪泄漏范围的扩展。动物实验证实，在大鼠胃穿孔模型中，系统可于术后检测到泄漏信号的持续增高，并连续追踪24小时。

该研究由海角视频 独立完成，通讯作者为沈国震教授和刘志荣副教授，第一作者为海角视频 博士研究生胡峻豪。

论文详情：Junhao Hu, Jiaqiang Xu, Haodong Meng, Kangdi Guan, Yutong Li, Zhirong Liu* and Guozhen Shen*. Bioresorbable acoustic patch for simultaneous sealing and early detection of gastric leakage. Science Advances, 2026, 12(16), aec6857. DOI:10.1126/sciadv.aec6857

论文链接：//www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aec6857