智能医疗:可溶解电路治愈伤口

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核心提示: 这种无线控制电路是固定在超薄的丝绸基质上,并且会对不同的频率信号做出响应。John的团队采用水溶性的生物材料制作了电容、电感和电阻元件:纳米硅薄膜作为半导体;本身就是生物体重要组成的镁;二氧化硅或是氧化镁来作绝缘部分;还有超薄丝绸作为…

严格意义上来说这个场景还没有完全变成现实,但已经为期不远。除了可溶解的电路,本月17日科学家们又在Advanced Materials上发表了关于可降解的无线控制储能电路的最新成果,并且已经投入小白鼠试验了。

 

这项发现可以说是生物电子领域向医药拓展——微型设备在完成治疗任务后自动溶解——非常重要的一步。这样的技术将会应用到包括刺激神经和骨骼生长、配合伤口愈合、药物递送和抗生素领域。

 

John Rogers是一名伊利诺伊大学的机械工程师,他表示;“在应用中,这些小小的设备只需在治疗过程中的某一个阶段内工作。而在那之后,最理想的状态就是它们能自行降解。”

 

去年John发表了一项关于水溶性硅材料电路的研究;而今年,他和他的团队研发了可植入大脑的微型led。

 

这种无线控制电路是固定在超薄的丝绸基质上,并且会对不同的频率信号做出响应。John的团队采用水溶性的生物材料制作了电容、电感和电阻元件:纳米硅薄膜作为半导体;本身就是生物体重要组成的镁;二氧化硅或是氧化镁来作绝缘部分;还有超薄丝绸作为器件的基质。

 

而整个无线控制电路中非常重要的天线——用于接收无线信号并转化为电能来驱动电路——是由铺设在丝绸表面的镁制成的。一根500纳米的超细镁制天线,在常温的去离子水中只要2个小时就能完全溶解;而一根比这大6倍的天线也只需要几天时间。

 

为了证明电路的运作情况,John和他的同事将镁制天线与led连接搭建了一个能量接收电路,然后他们在6英尺外打开了一台无线发射器,电路能将15%的电波能量转化为电能,并且led开始闪烁。最后,他们将电路置于去离子水中,电路顺利溶解。

 

对此,卡耐基梅隆大学的Christopher Bettinger表示这对于生物降解的电子系统发展有重要的意义。同时他也指出采用无线电波作为能量源也就意味着设备植入得越深,那么所需的天线尺寸就要越大。“我认为能量的供给将会是生物降解电子真正的问题。”他说,“这肯定带来非常重要的应用,但是我们也需要明确地界定比起传统的疗法我们在哪些疾病治疗领域有特殊的优势。”

 

现在,John和他的同事正在小白鼠身上测试一项热疗的仪器。通过红外相机,他们可以看到植入皮下的设备是否正常工作;当他们工作时,其周边的皮肤会略微升高几摄氏度。他们表示目前在植入和设备重吸收的过程中“还没有出现炎症,纤维化病变或是其他的副作用”。

来源:雷锋网

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