在当今数字化时代，可穿戴和可植入设备已经成为医疗保健、体育、军事等领域的重要组成部分。这些设备不仅扩展了我们的生活方式，还为个性化医疗领域提供了令人兴奋的机会。然而，传统的刚性生物电子学设备与人体组织的机械和生物化学特性不匹配，引发了一系列的挑战。

刚性生物电子学设备虽然在许多应用领域具有巨大的潜力，但它们在与人体组织的亲和性上存在问题。这些问题主要涉及到机械失配和化学差异，导致了一系列不良效应，如皮肤刺激、组织损伤和信噪比问题。为了解决这些挑战，研究人员转向了软生物电子学，这是一门跨学科领域，涵盖了材料科学、机械工程、电子学和生物医学领域。

软生物电子学的关键技术进展之一是柔性和可拉伸设备的设计。这些设备采用了不同的设计策略，如平面外屈曲、蛇形线、分形和微裂纹设计，以确保与人体组织的协调性。柔性和可拉伸设备的设计使它们能够适应人体的形状和运动，减少了机械失配引起的问题。

此外，软生物电子学还依赖于软电子材料的使用，这些材料具有高度的柔韧性和可拉伸性。这些材料可以用于制造柔性电路、传感器和电子元件，使这些设备能够与人体组织有效地交互。此外，表面涂层和处理方法也起到了重要作用，以确保设备与生物体内的化学环境相容。

软生物电子学的应用领域非常广泛。在医疗保健领域，可穿戴和可植入的柔性电子设备已经用于监测患者的生理参数、提供药物输送和促进康复。在体育领域，这些设备可以用于监测运动员的生理状况，提供实时反馈和改进训练计划。在军事领域，软生物电子学设备可以用于士兵的健康监测和战场情报收集。然而，软生物电子学仍然存在一些局限性。例如，设备的稳定性和寿命可能受到挑战，特别是在潮湿和高温环境中。此外，数据的隐私和安全问题也需要得到妥善处理，以保护用户的个人信息。尽管存在这些挑战，软生物电子学仍然具有巨大的潜力，可以在临床和医疗保健中发挥关键作用。

软生物电子学代表了现代科学和技术的一项重要成就，它在医疗保健、体育和军事等领域具有巨大的应用前景。通过柔性和可拉伸设备的设计、软电子材料的应用和表面处理方法的改进，软生物电子学为我们带来了更安全、更有效的生物电子设备，有望在未来几年内实现更广泛的应用。

700亿医疗级可穿戴设备市场或将到来

随着人们对健康的追求，以及设备智能化、轻量化、便捷化发展，医疗级可穿戴设备市场也在不断成长。Grand View Research的数据显示，2021年全球可穿戴医疗设备市场规模达212.7亿美元，同比增长27.66%。预计2026年全球可穿戴医疗设备市场规模将达727.5亿美元，五年期间年复合增长率达27.88%。

根据应用品类和功能特性，医疗级可穿戴设备分为两种，一种是商业消费级设备，一种是专业医疗级设备。商业消费级设备指的是用于日常监测，能够对监测数据进行智能化处理的，例如智能手环、智能手表、智能眼镜、智能服饰、智能戒指，以及其他饰品等设备。

专业医疗级设备根据功能的不同，还分为监测型可穿戴医疗设备、治疗型可穿戴医疗设备。监测型可穿戴医疗设备能够连续或按时采集用户血糖、心电、pH值等综合数据，例如无创血糖监测、心电监测仪、胎心监测仪等。治疗型可穿戴医疗设备能够对人体采集的数据进行分析诊断、预防、康复治疗，产品有可穿戴式惯性传感器、穿戴式自动体外除颤仪以及脑机接口相关治疗系统等。

在商业消费级设备方面，智能手环、智能手表是被业内人士关注最多的产品，也是成长最为明显的市场。当下，心率、血氧饱和度、睡眠指标、体温监测已经成为可穿戴设备的基础功能，血压、血糖测量等还需要在技术方面有进一步的突破。

在监测型可穿戴医疗设备方面，目前业内已经推出可以植入腹部或上臂的微型传感器，能自动记录一次葡萄糖值，经过内置芯片搭载的算法对监测到的数据进行实时分析，用户可通过智能手机上的APP进行查看。毫无疑问，云端化已经成为可穿戴设备的发展趋势之一。

在治疗型可穿戴医疗设备方面，脑机接口技术的成熟为医疗康复带来新的可能性。当然，脑机接口技术的应用领域也不只是医疗康复，当技术进一步成熟后，军事、游戏、教育、智能通讯、智慧养老、元宇宙等领域都有发展潜力。

不过，可穿戴医疗设备也存在部分挑战，特别是消费级产品在向医疗级产品过渡阶段。

一是由于大多数智能手表尚未拿到血糖监测更多的医疗级证，在数据的权威性上，商业消费级设备比不上专业医疗级设备因此测量数据和结果不作为诊疗依据。二是检测数据还不够精确，传感器、算法等技术有待迭代。三是医院、专业医生参与研发程度低，设备缺少准确的医学性。四是个人信息安全问题。

可穿戴医疗设备在一定程度上开拓出新的医疗手段，降低了医疗成本，也释放了传统医疗资源。从发展趋势来看，未来将朝着个性化、云端化、无感化以及可植入化的方向发展。