编译：高杰
皮肤是人体面积最大的器官，它像一堵严密的城墙，既挡住了外界的病菌入侵，也把体内的生理、化学信号牢牢锁在城墙之内。
市面上的智能穿戴设备很难穿透皮肤捕捉深层身体指标；而连续血糖监测仪、人工耳蜗这类植入器械，要么体积笨重、依赖电池，要么需要创伤性外科手术。即便是小型无线无电池植入设备，也会因表面积不足，出现供电弱、传感器精度下降等问题。
针对这一难题，伦敦帝国理工学院与南加州大学的研究人员受折纸启发，联合研发出MiFi微创可折叠生物电子植入物。它体积小巧，无需大手术即可植入，同时也足够大，可携带无线电源组件和多个传感器。相关成果在权威期刊《先进材料》发表。
折纸式瞬态几何结构
研究团队的核心思路很巧妙：理想的植入传感设备应当具备可变几何形态——植入阶段尽量缩小，降低侵入损伤；工作阶段恢复大面积，保障电子元件性能。
为此，MiFi整体采用柔性聚酰亚胺材料，设计成手风琴式多层折叠结构。折叠后的体积被大幅压缩，只需一个微创切口就能滑入皮下，无需大型外科手术；进入软组织后，材料依靠自身特性自主舒展、摊平，完成从“立体”到“平面”的几何瞬态转变。
摊开后的MiFi是一个边长为2.1厘米的正方形，厚度仅有0.3毫米。整套置入流程快速，术后无需缝合，创口和组织损伤被控制在最小范围。
NFC无源无线方案
MiFi彻底告别了传统植入设备的内置电池。它采用的是我们日常手机支付同款的NFC近场通信技术：外部阅读器发出电磁场，设备从中收集能量，同时把监测数据同步传回。没有电池，就意味着不存在电池漏液、电量耗尽或二次手术更换的风险。
这项技术能不能穿透皮肤稳定工作？研究团队先用猪皮搭建了体外皮肤模型进行通信测试。结果显示：阅读器与皮下植入物之间的距离超过20毫米时，设备依然能完整传输全部传感数据。20毫米，约等于2节手指叠在一起的厚度，这意味着即便设备埋得较深，阅读器也能轻松同步数据。
为验证设备在活体组织中的工作能力，团队将MiFi植入麻醉大鼠皮下，并同步开展离体组织样本对照实验，均验证了设备可在真实生物组织内稳定运行。
多指标同步监测
MiFi内部搭载了多组传感模块，一次植入就能同时捕捉5项核心健康指标：心率、呼吸频率、体温、组织酸碱度，以及细胞外液中的锂离子浓度。
前3项属于常规生命体征，设备可持续记录心跳和呼吸的细微波动，实时反映基础生理状态。真正让这款设备脱颖而出的，是锂离子监测。
在临床上，锂剂是治疗双相情感障碍等精神疾病的重要药物，但它的安全剂量区间极窄，浓度稍高就可能引发中毒。传统模式下，患者需要反复到医院抽血复查，既麻烦，又难以捕捉药物浓度的实时变化。而MiFi的锂传感器可长期连续监测体内药物水平，为个体化给药提供持续动态数据。未来，医生或许只需在诊室里查看患者皮下传感器传回的数据，就能精准调整药量，患者也能告别频繁扎针的痛苦。
对比现有植入器械，MiFi已经展现出核心优势：微创无缝合植入、NFC无源无电池设计、生命体征与化学指标同步监测。但MiFi仍处于早期研究阶段，目前仅完成了离体组织实验和大鼠活体动物实验，距离开展人体临床试验，还需要经过大量安全性与可靠性优化。
数据图及参考来源：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73923
