近日，我院刘慈慧老师团队的最新研究成果“Janus adhesive hydrogel scaffold for monitoring pressure and shape changes in human intestinal sphincter” 实现肠道括约肌形变与压力智能监测的Janus仿生水凝胶支架，在Cell Press细胞出版社旗下期刊Device上正式发表。该研究提出的Janus黏附水凝胶支架，通过双面异质设计与多模态传感实现稳定黏附和动态感知。突破了传统水凝胶虽具生物相容性，但力学强度、黏附性能及智能响应不足的缺陷。

Janus水凝胶赋予支架对动态肠组织的强力且选择性粘附能力，且通过集成多通道传感器，实现压力与形变的实时监测，并且通过基于人工智能的模型可高精度分类肠道生理状态，助力个性化反馈。

图 1该水凝胶支架集成了一种多通道柔性电阻型传感器系统，具备对复杂机械形变的高灵敏感知能力。

许多消化系统疾病，如胆管阻塞或括约肌功能障碍，由于其发生位置深、体内环境复杂多变，常常难以及时诊断与有效治疗。在这些潮湿、高压且持续变化的区域中，传统医疗器械往往难以稳定工作，面临温度、形变和体液流动等多重干扰。

本研究提出了一种柔软且具粘附性的水凝胶器件，能够适应体内环境变化，同时实现对肠道及括约肌运动状态的动态监测。通过稳固粘附于肠壁并实时感知因括约肌收缩与舒张引起的压力变化，该器件有望为如Oddi括约肌功能障碍等胃肠类疾病的诊断与治疗提供有力工具。

该研究在离体实验中，不仅表明其在弯曲、水流冲击等条件下仍能牢固黏附，具有优异循环稳定性，同时拥有多通道柔性传感系统可实时记录括约肌压力与形变信号；而且经动态加权融合与频域分析，结合随机森林算法实现十种运动状态识别，准确率达87–100%。细胞与动物实验验证其良好生物相容性。

该研究实现了结构-力学-感知的融合，为肠道疾病的实时监测与个性化干预提供新型方案。未来可结合内镜递送、无线传输与控释模块，发展为闭环反馈驱动的智能治疗系统。

关键词：Janus水凝胶支架；肠道括约肌监测；仿生智能材料

参考文献

[1] A Janus adhesive hydrogel scaffold with in situ monitoring and intelligence perception in human intestinal sphincter. Device, 2025, 100864.