可溶解电子传感器可以从内部监测身体

加入我们的科学爱好者社区!

本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


大多数人喜欢耐用且可以使用多年才需要更换的电子产品。然而,如果所讨论的设备是医疗植入物或用于监测环境条件的传感器,那么设计师可能更希望该设备在完成其目的后能够简单地生物降解,不留痕迹。

伊利诺伊大学的研究人员与塔夫茨大学和西北大学的同事合作,在9月28日出版的《科学》杂志上报告说,他们开发了一种制造“瞬态”电子产品的方法,使其能够通过溶解在少量体液中来实现这一目标。未来,身体溶解和吸收的其他触发因素可能包括热量、辐射和pH值水平。

发表在《科学》杂志上的这项研究引人注目,因为它描述了各种可溶解或“生物可吸收”的电子产品,包括晶体管、二极管、无线电力线圈、传感器,甚至还有一个64像素的数码相机。这些生物可吸收电子产品是对可降解医疗植入物的一种新颖改进,后者也在不断创新。例如,雅培实验室最近推出了一种血管支架或支架,可用于治疗冠状动脉疾病,恢复心脏的血液流动然后在体内溶解


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。


在《科学》杂志上报告的研究人员通过将组件做得非常薄,并选择镁、氧化镁和硅等在电子产品中发挥作用但对身体无毒的材料,成功地制造出了可溶解的电子产品。研究人员表示,例如,一个设备中矿物镁的含量实际上低于多种维生素中的含量。

为了演示这些设备可能如何工作,研究人员制造了各种瞬态设备,将它们密封在水溶性丝绸包装中,对包装进行消毒,并将它们植入小鼠的皮肤下。在这种情况下,植入的设备输送了一种旨在预防动物手术伤口部位细菌感染的药物。

从蚕茧中收集的丝绸结构决定了其溶解速度,无论是几分钟、几天、几周还是更长时间。塔夫茨大学的工程师,包括为该项目做出贡献的生物医学工程学教授菲奥伦佐·奥门内托,多年来一直在通过在丝绸表面图案化金属或薄膜来开发电子和光子材料

目前的研究进一步推进了伊利诺伊大学工程学教授约翰·罗杰斯在生物医学传感器领域的工作,他领导了这项多学科研究团队。2010年10月,罗杰斯与他人合著了一篇发表在《自然材料》杂志上的论文,描述了柔性发光二极管(LED),这种二极管未来有一天可能会植入体内。尽管这项技术的实际用途仍有待研究,但罗杰斯当时推测,LED可能与体内的组织整合,并在外科手术后提醒医生感染的存在和位置。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)

在国防高级研究计划局(DARPA)的支持下,研究人员正在改进他们的设备以用于特定应用,进行更多的动物试验,并与一家半导体代工厂合作,以确定何时可以批量生产此类组件。

© . All rights reserved.