传感技术在动物实验中的应用研究文献综述

 2023-02-06 17:08:26

一、研究背景:动物实验不仅是新药研发的必经过程,也是研究人体生理、病理、药理的重要手段[1]。

传统动物实验方法大都采用人为观察动物自主活动,并通过插针抽血或者输尿管插管收集尿液的方式,手工记录实验动物的各项生理数据。

这种方式下采集到的离散型数据并不全面,并且受人为干扰因素和外界环境(声音、光线、实验动物所处空间)的影响较大,实验结果存在一定误差,特别是对功效相似的不同药物的筛选工作有一定影响[2]。

随着现代科学技术的发展,先进的传感器技术不断更新,许多高性能、高精度的传感器已经融入到现代药理研究之中,为观测药物对实验动物自主活动及各项生理参数的影响提供了更为方便准确的新方法,例如,无创血糖仪、植入式葡萄糖传感器[3-5]等研究。

采用无线遥测的方式得到的动物实验数据所受干扰少、数据质量高,且被测实验动物可以自由活动,适于长期实验监测需求[6]。

同时,柔性电子技术也逐渐被应用于医疗器件的开发中,其具有的轻质量、良好生物相容性、可拉伸性、可穿戴性及连续检测等优势,使之成为了健康管理、疾病诊断与监护等变革性新型设备的优选技术[7-9]。

二、研究目的和意义1.研究目的本课题尝试利用现代无线传感技术、mems(微机电系统)、柔性电极、数字孪生等先进技术,初步构造一个可以实时采集实验动物的多种生理信号(心电、脑电、血压、体温等),将采集到的数据无线传输到测试仪器并用数字孪生的方式呈现的可行方案。

2.研究意义本研究在综合了近年来国内外无线无源传感器技术与柔性电子技术在生物多种生理信号的监测、采集与整理方面的应用成果的基础之上,进一步对动物实验中数据采集工作进行了一定的探索,构造出的可行方案对于生物医学领域改善动物实验中的传统弊病具有推动作用,并且可以进一步实现连续性监测实验中动物使用药物后各项生理参数的实时变化。

另外,非接触式的无线传感器还可以极大程度地降低高传染性动物实验中研究人员的被传染风险[10]。

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