近日，厦门大学陈忠教授团队系统综述了微型LED在生物医学领域的最新进展，重点聚焦其在疾病检测、疾病治疗与症状康复三大方向上的创新应用。该综述以“Recent developments of micro-scaled LED-based technologies and mechanisms in the fields of healthcare”为题，发表于Advanced Photonics Nexus 2025年第5期。

在医疗健康领域，精准、无创、可持续的检测与治疗手段一直是科研与临床追求的目標。近年来，微型发光二极管（Micro-scaled LED）技术凭借其微型化、低功耗、高亮度与生物相容性等优势，正逐步重塑疾病检测、治疗与康复的传统模式。从可穿戴健康贴片到植入式神经调控设备，从光遗传心脏起搏到肿瘤光动力治疗，微型LED正在成为下一代智能医疗系统的核心引擎。

图1 Micro-LED在生物医学领域的应用

疾病检测：从“间断检测”到“连续感知”

传统健康检测设备受限于体积、功耗与佩戴舒适度，难以实现长期、精准的生理参数跟踪。微型LED的出现，使得超薄、可拉伸、无线化的健康检测系统成为现实。

例如，Lee等人开发的皮肤式健康贴片（SHP），厚度仅15微米，集成了可拉伸微型LED显示屏与光电容积脉搏波（PPG）传感器，可在30%拉伸状态下稳定工作，实时显示心率信息，功耗低至16.5mW。此外，Jeong与Kim团队分  别研发了无电池、无线迷你血氧仪与表皮无线光电系统，通过多波长微型LED实现对血氧、心率、皮肤光学特性等多项指标的连续检测，为心血管疾病与皮肤病变的早期诊断提供了新工具。在神经活动记录方面，Lu等人提出的无线可注射荧光光度计，将微型LED与光电探测器集成于柔性基底，植入小鼠脑部后可无线记录钙离子动态，为研究自由活动动物的神经机制提供了前所未有的手段。

图2 基于Micro-LED的皮肤式健康贴片

疾病治疗：从“开放手术”到“微创光控”

在治疗层面，微型LED与光遗传学、光动力疗法的结合，实现了对特定细胞与组织的精准调控。

在心脏疾病治疗中，Philipp等人开发了全植入式无线起搏器，重量仅110毫克，通过微型LED对表达光敏感蛋白的心肌细胞进行光遗传刺激，实现了对心律的精确调控。Yuan团队则通过光遗传刺激心脏迷走神经，成功促进心肌细胞增殖与心脏功能恢复。

在肿瘤治疗方面，Yamagishi等人提出了调制光动力疗法（mPDT），使用植入式微型LED以低于传统PDT千倍的光强进行局部照射，显著降低热损伤风险，并在动物实验中显示出强效抗肿瘤效果。Choi团队进一步将微型LED直接植入肿瘤核心，激活免疫原性细胞死亡，结合免疫疗法实现肿瘤完全消退。

在眼科领域，Lee团队开发了智能LED隐形眼镜，集成远红光/近红外微型LED，通过无线供电实现对糖尿病视网膜病变的非侵入性治疗，在兔模型中显著降低视网膜血管高渗透性。

图3 可用于治疗糖尿病视网膜病变的Micro-LED智能隐形眼镜

症状康复：从“功能替代”到“功能重建”

微型LED在感官与组织修复方面也展现出巨大潜力。

在听觉康复中，Dieter团队设计了16通道光学人工耳蜗（oCI），通过微型LED对光敏感螺旋神经节进行高选择性刺激，克服了传统电刺激耳蜗频谱选择性差的瓶颈，显著提升听觉分辨率。

在皮肤与毛发再生方面，Lee等人开发了柔性垂直结构微型LED贴片，发射650nm红光穿透皮肤2mm刺激毛囊，通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进毛发再生，效果优于米诺地尔对照组。

此外，Park团队研发的无线植入式微型光疗设备，通过近红外LED照射促进口腔炎症组织修复，为牙周炎等口腔疾病提供了新型微创治疗方案。

图4 Micro-LED 光遗传刺激用于刺激毛发再生

微型LED技术正在推动医疗健康从“被动治疗”向“主动干预”、从“宏观医疗”向“细胞级精准调控”转变。其微型化、低功耗、高生物相容性与多波长输出能力，使其成为未来个性化、智能化医疗系统的理想平台。

该综述指出，尽管在长期生物相容性、热管理与规模化制备方面仍存挑战，随着材料科学、人工智能与生物医学的深度融合，微型LED有望在神经工程、器官再生、慢性病管理等更多领域发挥关键作用，最终实现“光之所及，健康随行”的医疗新愿景。

厦门大学为该文章的第一署名单位，该项研究工作是在吴挺竹教授的指导下完成，23级硕士研究生黄河为论文共同第一作者。本研究获得2024年福建省重点技术创新与产业化项目（项目编号2024G021）、国家自然科学基金（项目编号62274138）、福建省自然科学基金（项目编号2023J06012）、福建省科技计划项目（项目编号2021H0011）、中央高校基本科研业务费（项目编号20720230029）、福厦泉国家自主创新示范区化合物半导体技术协同创新平台项目（项目编号3502ZCQXT2022005）资助。