冠状动脉疾病是全球主要致死性疾病之一，临床诊疗离不开对冠脉血流动力学的精准量化。当前广泛应用的血液血流储备分数（FFR）检测通常依赖在导丝内部集成压阻/压电或光学传感器。然而，多股导线会降低导丝的扭转刚度与传扭效率，削弱其在复杂血管中的操控性。同时，压力导丝存在缺乏接触力检测和成本高的问题，解决上述问题有助于减小手术风险并普及高值医疗器械的应用。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院联合研发了一种新型的离电型压力导丝（Iontronic tip-sensing guidewire，简称ITG），相关成果于10月29日发表在国际期刊Nature Biomedical Engineering上，南方科技大学郭传飞教授与中国科学技术大学王柳教授为共同通讯作者，深圳先进院集成所神经中心助理研究员关方怡和西安电子科技大学副教授白宁宁为共同第一作者。该研究基于低成本的商用工作导丝，利用人体这一天然离子体作为信号传输通道（图1），避免了多股导线的使用，从而使操控性达到理想水平，能够同时检测血液压力和接触力。

ITG的尖端离电传感单元由金属端头—微结构离子凝胶—树脂管构成，关键界面采用弹性硅胶封装，兼顾防渗与弹性缓冲。血压搏动或尖端与血管壁的接触力使金属头端压向离子凝胶，改变与电极的有效接触面积，引起界面双电层电容的即时变化，从而实现对血压与接触力的实时灵敏监测（图1）。

通过扭转载荷仿真与实验测结果显示：ITG 的扭转比接近 1:1，操控性与商业主力导丝相当；而商业压力导丝因内置多股导线，扭转比约1:0.4，验证了 ITG 在复杂血管路径中的可控性优势。（图2）。

除高操控性外，ITG兼具优异的压力传感性能。在模拟液体环境中，ITG对压力变化呈现线性电容响应，灵敏度达0.39 pF mmHg^-1。在 10,000 次循环加载后信号无显著漂移。在猪血管内，ITG 可持续稳定记录真实脉动波形，并对细微波动做出快速响应（图3）

在活体兔模型中，ITG 能实时区分正常血流信号与血管壁接触引起的信号显著增幅（图4）。当尖端未接触血管壁时输出为稳定脉动；一旦接触，信号幅值明显升高、特征清晰，从而为操作者提供即时的剥离/穿孔风险预警，提高术中安全边际并辅助操作策略及时调整。

在活体猪冠状动脉中，ITG 可长时间稳定采集冠脉压力并精准捕捉微小波动；在模拟分级狭窄的场景下，ITG 与商业压力导丝在压力曲线与 FFR 数值上高度一致，验证了 ITG 在狭窄定量评估与术中决策中的可用性与一致性（图5）。

综上所述，ITG利用人体离子环境作为天然的离电信号传输通道，具有比商业压力导丝更优越的操控性、响应速度、灵敏度、额外的接触力反馈功能和低成本的优势。ITG简单且无导线的设计不仅保证了最优的机械性能而且减少了制备成本，有望增加先进的FFR评估技术在资源缺乏环境下的普及，也为未来介入医疗设备的发展提供了依据。

本研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01548-9

图1 离电型压力导丝的结构及其工作原理

图2 ITG与商业主力导丝和压力导丝操控性对比

图3 ITG在体外和活体猪模型血管中的传感性

图4 ITG的接触力检测能力

图5 ITG在活体猪模型中的FFR检测