據麥姆斯咨詢報道，近日，華東師范大學張閩教授團隊與以色列理工學院Hossam Haick教授團隊，在國際頂級材料學期刊Advanced Materials發表綜述論文“Materials and System Design for Self-Decision Bioelectronic Systems”。該論文圍繞近年來快速發展的自決策生物電子系統，從材料與系統協同設計的角度，對這一新興方向進行了系統梳理和深入分析。
與傳統醫療設備主要承擔“檢測”功能不同，自決策生物電子系統的目標是讓醫療設備能夠在持續感知生理狀態的同時，自主完成判斷與決策并執行治療，從而減少人工干預，提高治療的實時性與個體適配能力。這一理念被認為是下一代智能醫療的重要發展方向。
圖：傳統治療流程與自決策生物電子系統的對比示意。傳統模式下，檢測、診斷與治療相互分離；而自決策系統通過材料與器件協同設計，實現感知、決策與執行（干預）的一體化閉環。
該論文作者指出，目前廣泛應用的醫療與可穿戴設備多采用“檢測-分析-人工決策-治療”的工作流程。這一模式在慢性病管理、神經調控和復雜生理狀態監測中，往往難以及時響應快速變化的人體生理信號，也難以長期穩定地適應個體的差異。
相比之下，自決策生物電子系統強調將感知、決策和執行（干預）集成在同一系統中，使系統能夠根據實時生理信號自動調整工作狀態。這一轉變不僅依賴算法和電路設計，更在很大程度上取決于材料本身的功能特性。
該論文特別強調，材料并非只是電子系統的被動載體，而是決定系統“是否具備自決策能力”的關鍵因素。例如：導電高分子、納米復合材料和柔性生物界面材料，使電化學、電生理和機械信號得以長期、穩定、低噪聲地采集；響應性材料則為電刺激、藥物遞送和光學治療等干預方式提供了物質基礎。
在此基礎上，該論文作者系統總結了自決策生物電子系統中常用的材料體系，包括導電高分子材料、碳基和無機納米材料、生物基與可降解材料，以及多功能復合與層級結構材料，并結合人工胰腺、神經調控裝置、智能創面敷料和可植入治療系統等實例，分析了材料選擇與系統性能之間的關系。
此外，該論文還討論了自決策生物電子系統在系統集成、能量供給、生物界面穩定性以及臨床轉化過程中面臨的挑戰，并對未來材料設計和工程實現路徑提出了展望。
該論文作者認為，通過材料創新與系統設計的深度融合，自決策生物電子系統有望在精準醫療和長期健康管理中發揮更大作用。
圖：自決策生物電子系統中未來材料設計的路線圖
該論文由中南大學湘雅醫院與芙蓉實驗室的曾乾坤博士后、劉洪教授擔任共同第一作者，以色列理工學院Hossam Haick教授與華東師范大學張閩教授為共同通訊作者。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adma.202521164
《糖尿病管理技術及市場-2025版》
《可穿戴傳感器技術及市場-2025版》
《面向可穿戴設備的傳感器和執行器-2025版》
《傳感器技術及市場-2026版》
