电子产品与人体相融合——活生物电子集成原型创建|总编辑圈点

时间:2024-06-06 13:47:45 推荐 673

晶圆般薄的贴片包含柔性电子电路、由木薯淀粉和明胶制成的凝胶以及有助于治疗皮肤病的友好细菌。图片来源:JIUYUNSHI、田博之/芝加哥大学

科技日报记者 张梦然

多年来,科学家一直在探究怎么更好地将电子产品(刚性、金属、笨重)与人体(柔软、灵便、精巧)相融合。在一项最新研究中,他们制造出了一种活生物电子集成原型:活细胞、凝胶和电子设备的组合,这一原型还可与活组织整合。研究成果发表在最新一期《科学》杂志上。

美国芝加哥大学田博之实验室致力于揭示活细胞和组织怎么与合成材料相互作用的基本原理。他们之前曾开辟了一种微型起搏器,能用特殊材料进行操纵,这些材料构成了骨植入物的基础。现在,他们开发出一种全新结合办法。

普通来说,生物电子设备基本上由电子产品本身和一层柔软层组成。此次研究团队决定集成第三个组件——活细胞。他们对某些细菌的愈合特性很感兴趣,例如表皮链球菌,这是一种天然日子在人体皮肤上的微生物,已被证明可减少炎症。

团队创建了一个由3个组件组成的设备:框架是带有传感器的薄而灵便的电子电路;它上面覆盖着由木薯淀粉和明胶制成的凝胶;最后,将表皮链球菌塞入凝胶中。

当设备放置在皮肤上时,细菌会分泌出减少炎症的化合物,传感器则会监测皮肤温度和湿度等信号。小鼠测试显示,该设备可持续监测和改善牛皮癣样症状,却彻底可不能刺激皮肤。实验中小鼠皮肤炎症显著减轻。

初步测试持续了一周,研究人员希望该设备可使用半年或更长时刻。为方便治疗,该设备还可冷冻干燥储存,并在需要时补充水分。

除了治疗皮肤病外,研究人员还设想将该设备用于加速伤口愈合,并将这一原型扩展到其他组织类型和细胞类型。

总编辑圈点

将电子产品与人体“配对”一直很困难。现今心脏起搏器等设备改善了无数人的日子,但它们也有缺点,譬如讲笨重而僵硬,且会引起一定刺激。本文的新成果能够讲为传统生物电子学搭建了一座桥梁。它将活细胞作为治疗的一部分,完成了感知和治愈。更重要的是,这一原理还能应用于躯体的其他部位,例如心脏或神经,从而为人类健康带来更多福祉。

来源:中国科技网