可穿戴无线控释设备：下一代媒介传染病个人防护技术的突破

本研究针对媒介传染病防护中依从性差和时效性不足的难题，开发了基于微机电系统(MEMS)和蓝牙技术的自适应屏障控释装置(AB-CRD)。该设备通过九通道独立储库实现按需释放空间驱避剂(SRs)，体外实验证实对变异革蜱(Dermacentor variabilis)驱避率达88%，为动态个性化防护提供了创新解决方案。

　　

媒介传染病正成为全球公共卫生的重大威胁，每年因蚊虫和蜱类传播的疾病导致数亿人感染。当前防护手段如DEET驱蚊剂需频繁补涂，而拟除虫菊酯类空间驱避剂仅有4-6小时效力。更棘手的是，传统防护措施高度依赖用户依从性，导致防护缺口频现——仅莱姆病在美国每年就有约50万未报告病例。这种"最后一公里"防护失效问题，亟需突破性技术解决方案。

阿根廷Torcuato Di Tella大学联合美国马萨诸塞大学等机构的研究团队在《Cell Reports Physical Science》发表创新成果，开发出自适应屏障控释装置(AB-CRD)。这款5×5×1.5cm的可穿戴设备整合了微机电系统(MEMS)执行器与蓝牙技术，通过智能手机即可远程激活九个独立储库，实现驱避剂的精准按需释放。研究证实该设备对美洲犬蜱的三级剂量释放分别产生78%、83%和88%的驱避率，为媒介传染病防护带来范式变革。

研究采用三大核心技术：1)基于硅基MEMS的电热致动器(ETISFA)实现膜爆破控释；2)立体光刻3D打印制备多储库药筒；3)蓝牙连接的RC电路控制系统。实验采用30cm垂直棒爬升法，通过EthoVision XT系统追踪变异革蜱在1-3个储库释放反式氟氯氰菊酯(transfluthrin)时的行为变化。

设备架构
AB-CRD包含电子控制模块、三组可换药筒和移动应用。每个药筒含三个1mL储库，MEMS执行器通过10mJ电脉冲爆破750μm硅氮膜实现释放。移动应用可显示储库状态并支持手动/半自动模式切换。

实验结果
剂量递增测试显示显著行为抑制：单储库使蜱虫爬升速度从0.42cm/s降至0.17cm/s(p<0.01)，三储库更使平均攀爬高度从28cm锐减至0.8cm。驱避效果呈现明确剂量依赖性，三储库组驱避率达88%，较单储库提升10个百分点。

自主防护前景
研究展望了基于机器学习(ML)的智能防护模式：通过GPS定位、环境传感器和卷积神经网络(CNN)算法，未来版本可实现全自动剂量调节。这种"环境感知-智能决策-动态释放"的闭环系统，将彻底解决防护依从性难题。

该研究标志着个人防护进入数字化时代。AB-CRD的创新性体现在：1)首次实现驱避剂释放动力学可编程控制；2)通过多储库设计支持72种释放组合；3)为媒介特异性防护奠定技术基础。随着半自主模式开发和临床转化推进，这项融合微纳技术与人工智能的突破，有望重塑热带病防控格局。特别值得注意的是，设备3000mAh电池支持9次激活，单储库可持续防护30天，在性价比和续航力间取得重要平衡。