前沿科技之可在體內溶解的電子植入設備

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伊利諾伊大學香檳分校、塔夫茨大學以及其他機構的研究人員發(fā)明了一種可完全被生物降解的電子元件。這些電子元件能讓醫(yī)生植入醫(yī)學感應器或藥物輸送設備，當完成任務以后，還會溶解。研究被發(fā)表在上周的《科學》雜志上。這塊可短暫存在的電路能夠根據(jù)絲蛋白包裹的持續(xù)度，在不同的時間后消失。
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( w& j# d2 B1 v& R% f8 X“你希望這款設備能起到作用，但是在任務完成后，你也會希望它溶解掉，直接消失并被人體吸收。”伊利諾伊大學香檳分校的物理化學家約翰•羅杰斯（John Rogers）說，他也是這項研究的通訊作者。論文的作者證實了可吸收裝備為外科手術傷口加熱并抑制細菌生長的可能性。他們把產(chǎn)熱電路移植到大鼠體內。三周以后，研究人員檢查了移植的區(qū)域，他們發(fā)現(xiàn)植入設備已經(jīng)幾乎完全消失了，只留下了一下絲蛋白包裹的殘余，這些絲蛋白降解的速度比電路中的硅和鎂要慢。

/ |0 Y! F. V, Y' O這項研究建立在之前塔夫茨大學的菲奧倫佐•奧蒙內托（Fiorenzo Omenetto）的工作之上。他使用絲線為電子元件提供對人體友好的機械支持，同時還可提供靈活的包裹，持續(xù)時間根據(jù)化學反應的不同可以達到幾天至幾個月。奧蒙內托、羅杰斯以及研究團隊的其他成員把這項技術和他們發(fā)明的纖細而靈活的電路結合在一起，研發(fā)出可完全被生物降解的硅基電子器件。其他的研究小組也在研發(fā)可生物降解的電子元件，有些研究人員找到了穩(wěn)定性比硅設備差些但溶解速度可能更快的不同材料。

4 o9 r2 m  q, X% P: k “研究基本的思路是制造不僅具有電子功能，同時可以隨時間而降解的植入設備。”材料科學家克里斯•貝廷格（Chris Bettinger）說，他在卡耐基梅隆大學設計相似的電子器件。“我認為他們的成就在于整合，”他說，“他們把所有材料整合在一起的方法讓人印象深刻。”

電路是由鎂電極和薄硅片制成的，底下是蠶絲提取蛋白的支持基底。貝廷格說，薄硅層（也就是納米膜）是整合技術的重要組成部分，因為這些硅層更加靈活，和其他形式的半導體相比，更容易降解并被身體清除。
這項技術可以在很多生物醫(yī)學植入設備中得到應用，比如研究中已經(jīng)用過的外科手術感染治療，以及藥物運輸和疾病診斷。不過該技術還有可能在人體外也得到應用，羅杰斯說。“環(huán)境傳感器以及用戶電子設備都可能有使用這一技術，因為這有助于清除很多廢棄電子器件垃圾。”