文 章 信 息
内卷不利于健康,但在可植入医疗器件领域,利用好“卷”这一技术没准却可以造福人们。可植入医疗器件是现代医疗的新兴选项,为疾病的管理和监测、机能的恢复或增强提供了创新性的解决方案。它的问题是通常高度依赖外科手术来将其植入体内,不仅过程复杂、不便,存在感染、出血、排异、不适等情况,而且手术伤口通常较大且愈合缓慢,对生活造成干扰。因此,解决医疗器件创伤性植入的问题显得尤为重要。
图1. 可注射植入的形状记忆电子器件(SMED)的概念示意图
对此,湖南大学翁群红课题组提出了一种形状记忆电子器件(SMED)的思路,将器件“卷”成圆管状来进行微创注射植入,后经温和的热刺激迅速将其恢复到原来的平面形状并实现器件的功能。
Video 1
视频1:卷曲后SMED的形状恢复过程。播放速度为实际速度。
基于这一理念,作者制造了一种无线葡萄糖传感器,以形状记忆聚合物聚丙交酯己内酯层为基底,通过印电感电容(LC)电路和聚氨基苯硼酸/葡萄糖氧化酶/石墨烯传感层来构建完整的器件。利用器件中的LC电路与外部的矢量网络分析仪天线之间的谐振效应,通过谐振信号S11变化来实时检测体内特定部位葡萄糖浓度的变化,实现了0.35 dB mM-1的灵敏度、0.5 - 14 mM的线性检测范围,还具有可逆和持续监测的能力。
Video 2
视频2:体内注射植入后SMED在45 oC PBS溶液刺激下恢复平面形状过程。播放速度为实际速度;器件通过荧光染料标记以在UV下发光。
该SMED不仅检测性能优异,而且相对于手术植入减少了约73%的伤口面积、约45%的愈合时间,从而在很大程度上解决了可植入医疗器件所面临的创伤性植入这一普遍问题。相关成果以“Injectable miniaturized shape-memory electronic device for continuous glucose monitoring”为题发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Device上。

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