Adv Mater：复旦大学王明/杨骥/曹杰开发皮肌炎肌力评估新方案，高贴合柔性电极实现无创多生物标志物精准量化

皮肌炎（DM）是一类累及骨骼肌与皮肤的特发性炎症性肌病。该病恶性肿瘤发病风险较高，约20%患者确诊三年内合并恶性肿瘤，且常伴间质性肺病并发症。

皮肌炎核心肌肉症状为近端肢体肌无力，病情进展后可出现肌肉萎缩、肢体功能受损，晚期甚至造成重度残疾，进行性肌无力还会诱发肺部感染、吞咽困难等危及生命的并发症。因此，对肌无力开展精准、量化评估，对疾病辅助诊断与预后判断至关重要。

皮肌炎肌肉损伤的病理本质是运动单位（MU）内肌纤维发生炎性变性，电生理层面表现为肌肉收缩时运动单位动作电位（MUAP）、运动单位动作电位序列（MUAPT）波形异常。目前临床常规采用针式肌电图（EMG）检测上述电信号，需将硬质针电极刺入患者肌肉组织。

该技术不仅配套设备笨重，有创穿刺带来持续性痛感，患者耐受度差。同时，针电极仅能采集极小局部区域信号，无法完整获取肌群大范围神经放电特征。临床实践中，医学研究委员会（MRC）的肌力分级量表仍是评估皮肌炎肌无力通用的金标准，但该评估高度依赖医师主观经验，无法解析精细神经运动电生理信息。

近年研究证实，无创表面肌电（sEMG）结合数学分解算法，可定量提取与肌力直接相关的运动单位放电特征，为皮肌炎肌肉损伤评估提供极具潜力的新思路。

图1 用于肌无力评估的神经运动电极接口（摘自

Advanced Materials

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与多数神经肌肉疾病不同，皮肌炎患者常伴随显著皮肤干燥症状，会严重破坏皮肤-电极接触界面。皮肌炎病程监测需要多次间隔复测，要求电极具备长效稳定性能，保障神经信号持续、精准采集。因此适配干性皮肤的理想神经电极界面，需同时满足低杨氏模量、高离子电导率、长效电学稳定三大核心要求。

导电离子水凝胶是制备此类电极界面的优质候选材料。现有导电贴合水凝胶电极主要分为金属纳米线导电网络型、本征导电聚合物型两类，但二者长期电学稳定性均缺乏系统验证。商用离子凝胶虽模量低、导电性好，却存在液体渗漏、水分快速挥发问题，电学性能衰减迅速。

近年来研究者已尝试多种方案改善电极电学稳定性：①引入无挥发离子液体/低共熔溶剂，但其皮肤刺激性限制临床使用；②复合导电纳米填料提升导电性能，但纳米填料刚性会抬高水凝胶模量，削弱与皮肤的贴合能力；③通过共价键、超分子作用、高分子缠结构建高密度交联网络稳定结构，但致密交联同样会增大材料模量。

微观网络结构存在固有制衡关系，低模量依赖疏松弱交联网络，长效电学稳定则需要致密稳固网络。受此制约，在面向干性皮肤的水凝胶电极中，同时实现超低模量与长效电学保持仍是一大关键难题。

该研究利用分子工程制备出一款兼具超柔软、高导电、长效电学稳定特性的可拉伸神经运动电极界面，可在干性皮肤上稳定采集表面肌电（sEMG）信号，精准捕获并解析神经运动信息，实现对皮肌炎（DM）患者肌力损伤的定量评估。

该电极杨氏模量低至约2.13kPa，即便长期贴合干性皮肤，在1kHz测试条件下界面阻抗可稳定维持在0.9kΩ左右，长效使用时长超过7天。上述优异性能源于尿素分子介导构建的氢键交联网络：网络结构疏松却具备良好结构稳定性，同时体系中存在大量游离可移动离子。

依托该神经电极界面，可在临床环境下稳定采集皮肌炎患者表面肌电信号，基线噪声极低（均方根RMS＜2µV），多通道间信号相关系数高达0.97。研究纳入15名皮肌炎患者与15名健康对照人群，采用模板匹配分解算法，提取运动单位（MU）数量、运动单位动作电位（MUAP）幅值、平均放电频率等核心神经运动生物标志物。

基于多指标联合定量评估体系，该方法可精准量化皮肌炎患者肌力受损程度，检测结果与临床金标准高度吻合。同时，能够捕捉患者间细微病理差异，识别运动单位早期募集模式等传统手段无法发现的特征，为个体化精准治疗提供依据。该技术既适用于医院临床辅助诊断，也可居家开展个体化病情监测与健康管理，临床转化潜力突出。

参考消息：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73874