克罗恩病是一种炎症性肠病（IBD），会引起消化道的慢性炎症。它的具体症状和严重程度因人而异，包括：腹痛和痉挛、慢性腹泻、体重减轻和营养不良等症状。重要的是，克罗恩病作为一种慢性病具有不可预测的特点，可能会经历疾病发作期和缓解期，患者需要进行长期管理。然而由于现有的内窥镜和活检等诊断工具无法捕捉到突然的肠炎急性发作，监测克罗恩病面临挑战，导致约70%的克罗恩病患者不得不接受肠道切除手术。

基于此，美国西北大学的John A. Rogers教授团队开发了一种无线的微型植入式温度传感器，用于实时和长期监测肠道的慢性炎症。该传感器尺寸小重量轻，可以舒适地植入小鼠腹腔内并固定在肌肉组织上，并且采用蓝牙低功耗技术与外部设备通信，可以实现4个月的长期测试。

    肠道是一个动态、脆弱的器官，尤其在克罗恩病患者中已受损的组织更容易受到侵害。传统的插入式或外部传感器难以在肠道内长期稳定工作。该工作使用具有定制设计传感器的鼠标模型，该传感器体积小（12.8 × 8.2 × 5.8 mm3）、轻质（~0.58 g）并具有光滑表面的轮廓（粗糙度 Sa = 2.8 ± 1.6 μm），占小鼠体积的比例非常小。传感器的小尺寸、平滑表面和生物相容性封装材料可以减少与肠道组织的摩擦和刺激，长期稳定工作，避免对肠道产生额外损害。并且肠道是中空的器官，在不同部位对传感器的位置和精度要求较高。该系统集成了低功耗蓝牙芯片（BLE SoC）和温度传感器（分辨率 ~0.01 °C）等组件，由纽扣电池进行供电（具有约10.7周的续航时间）。传感器设计成能够固定在腹肌上，且与肠道直接接触以检测温度。稳定的固定位置和高精度的传感器确保了精准测量肠道的温度波动。

    该研究使用已建立的克罗恩病样回肠炎小鼠模型（SAMP1/YitFc菌株）进行实验，它们的亲本菌株（AKR/J;无病变，无回肠炎）作为对照。如图2所示。传感器能够有效捕捉实验组小鼠肠道的温度波动，发现明显的超昼夜节律，这些波动特征在f=2、3和4的频率上出现，与血液中的炎性细胞因子和应激激素（如TNFα、IL-1β和ACTH）的浓度变化相关。实验表明，炎症活动引发的体温波动可以作为一种有效的预警信号，提供有关疾病活动和进展的重要信息，有助于医生识别克罗恩病的早期症状。相比之下，对照组小鼠的肠道温度波动没有显示出类似的超昼夜节律特征，表明该监测方法可区分患病和健康个体。

其次，传感器的温度监测显示可以在可见病灶出现前约五周识别炎症活动的早期迹象，为克罗恩病的早期干预和治疗提供了宝贵的时间窗口。实验还发现，随着疾病的进展和年龄的增长，肠道的平均温度呈现出明显的长期下降趋势，反映出随着时间推移，炎症和组织损伤逐渐加重。这与显微组织学检查的结果一致，显示炎症病灶范围逐步扩大、炎症细胞因子和免疫细胞的积累增加。

实验结果也揭示了一种具有抗炎作用的受体（PPARγ）在炎症活动中表达逐渐下降的现象。在实验小鼠的肠道温度波动中，PPARγ的阳性细胞在温度谷点明显低于峰点，且整体表达水平随着炎症进展而降低。这说明PPARγ可能与炎症的调节和免疫应答有关，反映出肠道炎症活动的复杂性和全身性。

来源：传感器专家网