近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员陶虎团队与上海交通大学医学院附属第六人民医院合作，利用蚕丝蛋白材料的超收缩特性与键合工艺，实现了器件的水触发可控几何重构，开发出一种具有高度生物适配性的植入式生物电子器件。相关研究论文发表于《先进材料》。
克服原材料局限性
蚕丝蛋白由天然蚕茧提炼加工得来，具有无生物毒性、不引起排异反应、体内可降解、强韧等特点，常被应用于研制各种生物医学植入物，如人工心脏瓣膜、骨科接骨板钉等。不过，使用蚕丝蛋白等聚合物制备生物电子器件时，相关研究仍面临一定挑战。
论文通讯作者、中国科学院上海微系统与信息技术研究所副研究员柳克银告诉记者，蚕丝蛋白薄膜常用于制作植入式生物电子器件的衬底。这种薄膜遇水后会吸水膨胀，使得器件表面的导电结构被撕裂，致使电子器件无法在人体内长期工作。此外，用蚕丝蛋白制作的柔性电子器件往往通过被动形变的方式与人体的组织器官相贴合。这意味着这些器件的贴附效果有限，影响治疗效果。
针对上述难题，科研团队开发出了一种基于蚕丝蛋白材料的植入式生物电子器件。
“大多数柔性物质遇水会膨胀，但蜘蛛丝例外，遇水反而收缩，这种超收缩性是蜘蛛网遇水不破的奥秘。”柳克银告诉记者，受此启发，研究团队调整了蚕丝蛋白的分子结构，使其具备超收缩特性，不会遇水膨胀断裂。
为了让蚕丝蛋白膜具备更好的贴附效果，研究团队利用多层蚕丝蛋白膜键合工艺，设计开发出形变可控的水触发几何重构蛋白薄膜。
“人体的器官和组织有各种形状，通过叠加可收缩、可扩张的蚕丝蛋白膜，可以使植入器件的形态产生变化。”柳克银指着改变为风车形状的蚕丝蛋白膜向记者解释。研究团队利用微纳米加工技术等方法，最终实现了蚕丝蛋白植入式器件与目标组织或器官的适配功能。
具有高度适配性
近年来，以植入式器件为基础的神经接口技术常被用于多种神经系统疾病的缓解和治疗。然而，传统的植入式器件面临器件植入创伤大、与人体适配性不高等问题。
研究团队不断创新，将蚕丝“跨界”应用于神经接口，解决了神经电极在植入时容易造成较大创伤的问题。为进一步提高蚕丝蛋白神经接口与神经组织的适配性，团队基于双层可卷曲蚕丝蛋白膜及微机电系统工艺，开发出一种用于外周神经的螺旋电极。
“血管和神经组织是柔软可弯折的，传统的神经电极很难适配。”柳克银说，受到爬藤植物启发，研究团队制作的螺旋电极可以像藤蔓一样“爬”上血管，能够跟随血管弯折而不造成影响，从而实现高度适配。
据了解，这种螺旋电极的电生理刺激功能和中长期在体生物相容性已得到初步验证。这也证明，多层几何可重构蛋白膜在生物电子器件制备领域有很广泛的应用前景。
柳克银说：“在进一步集成可控给药、电刺激等功能后，这类植入式电子生物器件有望应用于外周神经修复、脑皮层电生理信号记录以及肠道疾病治疗等方面。”
近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员陶虎团队与上海交通大学医学院附属第六人民医院合作，利用蚕丝蛋白材料的超收缩特性与键合工艺，实现了器件的水触发可控几何重构，开发出一种具有高度生物适配性的植入式生物电子器件。相关研究论文发表于《先进材料》。
克服原材料局限性
蚕丝蛋白由天然蚕茧提炼加工得来，具有无生物毒性、不引起排异反应、体内可降解、强韧等特点，常被应用于研制各种生物医学植入物，如人工心脏瓣膜、骨科接骨板钉等。不过，使用蚕丝蛋白等聚合物制备生物电子器件时，相关研究仍面临一定挑战。
论文通讯作者、中国科学院上海微系统与信息技术研究所副研究员柳克银告诉记者，蚕丝蛋白薄膜常用于制作植入式生物电子器件的衬底。这种薄膜遇水后会吸水膨胀，使得器件表面的导电结构被撕裂，致使电子器件无法在人体内长期工作。此外，用蚕丝蛋白制作的柔性电子器件往往通过被动形变的方式与人体的组织器官相贴合。这意味着这些器件的贴附效果有限，影响治疗效果。
针对上述难题，科研团队开发出了一种基于蚕丝蛋白材料的植入式生物电子器件。
“大多数柔性物质遇水会膨胀，但蜘蛛丝例外，遇水反而收缩，这种超收缩性是蜘蛛网遇水不破的奥秘。”柳克银告诉记者，受此启发，研究团队调整了蚕丝蛋白的分子结构，使其具备超收缩特性，不会遇水膨胀断裂。
为了让蚕丝蛋白膜具备更好的贴附效果，研究团队利用多层蚕丝蛋白膜键合工艺，设计开发出形变可控的水触发几何重构蛋白薄膜。
“人体的器官和组织有各种形状，通过叠加可收缩、可扩张的蚕丝蛋白膜，可以使植入器件的形态产生变化。”柳克银指着改变为风车形状的蚕丝蛋白膜向记者解释。研究团队利用微纳米加工技术等方法，最终实现了蚕丝蛋白植入式器件与目标组织或器官的适配功能。
具有高度适配性
近年来，以植入式器件为基础的神经接口技术常被用于多种神经系统疾病的缓解和治疗。然而，传统的植入式器件面临器件植入创伤大、与人体适配性不高等问题。
研究团队不断创新，将蚕丝“跨界”应用于神经接口，解决了神经电极在植入时容易造成较大创伤的问题。为进一步提高蚕丝蛋白神经接口与神经组织的适配性，团队基于双层可卷曲蚕丝蛋白膜及微机电系统工艺，开发出一种用于外周神经的螺旋电极。
“血管和神经组织是柔软可弯折的，传统的神经电极很难适配。”柳克银说，受到爬藤植物启发，研究团队制作的螺旋电极可以像藤蔓一样“爬”上血管，能够跟随血管弯折而不造成影响，从而实现高度适配。
据了解，这种螺旋电极的电生理刺激功能和中长期在体生物相容性已得到初步验证。这也证明，多层几何可重构蛋白膜在生物电子器件制备领域有很广泛的应用前景。
柳克银说：“在进一步集成可控给药、电刺激等功能后，这类植入式电子生物器件有望应用于外周神经修复、脑皮层电生理信号记录以及肠道疾病治疗等方面。”
根据《天体物理学杂志》的最新报道，一个国际天文学家团队利用欧洲空间局的盖亚（Gaia）太空望远镜收集的数据，创建了迄今为止最庞大的三维宇宙地图。该地图涵盖了大约130万个活跃类星体的精确空间 记者3月21日从安徽师范大学获悉，该校生命科学学院张方教授课题组通过野外自然抱对、控制实验下抱对以及视频回放等实验手段，证实他们前期提出的，眨眼行为可能在雌性凹耳蛙性选择中起着重要作用 3月21日记者从中国科学技术大学获悉，该校物理学院张斗国教授课题组，提出并实现了一种基于矢量光场调控原理的动量空间偏振滤波器件。科研人员将该滤波器件安装于传统无标记光学显微镜的出射端， 再打一局游戏就睡，再刷几个视频就睡，终于放下手机，关灯睡觉了……结果翻来覆去睡不着，半夜醒来再也睡不着，为什么明明睡着了，睡眠质量却不高？3月21日是世界睡眠日，最新发布的《2024中国 造成女性更容易睡不好的原因是多方面的，包括更年期等生理周期等，而女性长期的失眠除了会导致内分泌进一步失调，还会诱发心脏病、高血压、糖尿病、免疫力低下、记忆下降、脱发、皮肤松弛等。北京 3月21日，人工智能大模型赋能企业科技创新研讨会在广州召开。中国知网在会议期间发布了专利大数据智能应用产品“AI Pat+”。据中国知网相关负责人介绍，中国知网在人工智能大模型领域的深入研发 。本文链接：植入式生物电子器件柔软“贴身”不怕水http://www.sushuapos.com/show-2-8325-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 环氧树脂浇注干式变压器实现高效降解
下一篇： 国内首台商业化体积生物打印设备发布