新型可植入電子裝置可能改變醫學

　　目前，德克薩斯大學達拉斯分校和東京大學的研究人員，研制出一種電子裝置，當其植入體內后會變軟，并能抓住3D物體，如大型組織、神經和血管。這些生物自適應、有彈性的晶體管有一天可能會幫助醫生了解更多體內發生的事情，并促進身體的治療。

　　相關研究結果最近發表在國際材料領域頂尖刊物《Advanced Materials》。本文第一作者、材料科學和工程學研究生Jonathan Reeder表示，該研究首次展示了一種晶體管，在它們被植入體內后，能夠改變形狀并保持它們的電子特性。

　　他說：“很長一段時間以來，科學家和醫生們都在嘗試將電子裝置植入體內，但是有一個問題是，常用電子裝置的硬度與生物組織不相容。你需要這個設備在室溫下是堅硬的，這樣外科醫生才可以將其植入體內，但是它們也要足夠柔軟和靈活，才能環繞在3D物體的周圍，使身體可以表現得像完全沒有這個裝置一樣。通過將電子裝置放在造型多變和軟化的聚合物上，我們可以做到這一點。”

　　由本文共同作者、材料工程與機械工程學助理教授Walter Voit博士開發的形狀記憶高分子材料(Shape memory polymers)，是該項技術的關鍵。這種聚合物能響應人體的環境，當其被植入體內后，變得不那么堅硬。除了聚合物之外，電子裝置是用包含彈性電子箔的薄層構建而成，包括Reeder在內的研究小組在去年《Nature》發表的論文中首次描述了這種裝置。

　　Erik Jonsson 工程和計算機科學學院先進聚合物研究實驗室的Voit和Reeder研究小組，利用一種有機半導體組裝這種裝置，但是他們使用的是通常用于制備硅電子裝置的技術，這可以降低裝置的成本。

　　Voit也是德克薩斯生物醫學設備中心成員，他說：“我們使用我們領域中的一種新技術，來壓固和硬化晶體管頂部的形狀記憶高分子材料。在我們的設備設計過程中，我們越來越接近于精確生物學結構的尺寸和硬度，但是要與大自然的驚人復雜性、功能和組織相匹配，還需要很長的路要走。”

　　這種堅硬的設備受熱時會變軟。在身體外面，該設備已經準備好獲取它將在體內的位置。

　　在測試過程中，研究人員利用高溫將裝置部署到一個2.25毫米小的圓柱狀物周圍，并將其植入大鼠體內。他們發現，植入后，該裝置已經隨活體組織變形，同時還保持其優良的電子特性。

　　Reeder稱：“今天，有彈性的電子裝置都是堆積在塑料上，總是保持相同的形狀和硬度。我們的研究從不同的角度顯示，我們可以設計一種裝置，以一種更生物兼容的方式來改變形狀。”

　　Reeder稱，該研究下一步將縮小該裝置，以便可以環繞在更小的物體周圍，并添加更多的感官組件。