1 工作简介

         ——用于眼压即时监测和感觉反馈的神经形态隐形眼镜

青光眼是全球第二大不可逆致盲眼疾，截至2023年有近8000万人正在饱受青光眼疾病的折磨，预计到2041年将增加到1.18亿人。青光眼发生前期没有任何预警，导致72%的患者在晚期才能发现，从而错过最佳治疗时机。眼压（IOP）升高是眼球异常最明显的先兆症状，可持续监测眼压的智能隐形眼镜可实现眼科疾病的早期预防和眼科手术的术后监测。但是，目前报道的智能隐形眼镜都缺乏生物反馈功能，无法为患者提供眼压感觉反馈。同时，由于每个人对疼痛的感知和交感神经的反应不同，智能隐形眼镜很难及时有效地为患者提供医学治疗。因此，建立眼压异常与躯体感觉皮层之间的联系具有重要意义。

为了实现这一目标，北京理工大学沈国震教授团队开发了一种可入眼佩戴的神经形态隐形眼镜，该隐形眼镜由眼压-温度双模态传感器和数据传输/显示系统组成。得益于高性能敏感材料（2D Ti3C2Tx MXene）的选用和蛇形电极结构的惠斯通电桥设计，所制备的眼压传感器具有12.52 mV mmHg^-1的高灵敏度和优异的稳定性。角膜形变的差异导致了惠斯通电桥中不同电阻的温度系数不同，论文还对变温度条件下的测量结果进行了温度补偿。实验证实该神经形态隐形眼镜可将温度校正后的眼压信号转换为脉冲信号，通过电流传递到体感皮层，引发分级的感觉反馈进而传递到运动皮层，运动皮层中产生的相应诱发信号进一步通过突触激活下游肌肉，从而形成眼压信号产生-神经感知-运动反馈的闭环回路。论文通过材料制备、结构设计和器件集成，提出了一种具有高灵敏度、可入眼佩戴的神经形态隐形眼镜，实现了眼压的实时监测和感觉反馈。这一进展为眼部疾病的预防与精准诊疗、治疗提供了新的解决方案。

相关研究成果于2024年7月5日以“Neuroprosthetic contact lens enabled sensorimotor system for point-of-care monitoring and feedback of intraocular pressure”为题发表在《Nature Communications》上。博士研究生刘伟佳为论文的第一作者，李腊副教授和沈国震教授为通讯作者，通讯单位为北京理工大学。

2 作者简介

通讯作者

李腊，现为北京理工大学预聘副教授、博士生/硕士生导师。

主要研究方向为眼部可佩戴集成电子器件。在Nat. Commun., Adv. Funct. Mater., Appl. Phys. Rev.等SCI期刊发表论文60余篇，论文总引用3000余次，H-index 30。参与撰写英文学术专著1部。

通讯作者

沈国震，现为北京理工大学集成电路与电子学院特聘教授、博士生导师、柔性电子器件与智造研究所所长、国家杰出青年科学基金获得者。

长期从事低维半导体材料及相关柔性电子器件的研究。以第一完成人身份获北京市科学技术二等奖、中国材料研究学会科学技术一等奖等。现任英国皇家化学会会士、中国材料研究学会理事。发表SCI收录论文300余篇，获引用超过3万，H-index为95。

3 原文传递