根據目前的醫療手段，各種醫療設備通過插入胃腸道，以治療、診斷或監測胃腸道疾病。在完成工作后，許多設備必須通過內窺鏡手術切除。但是，麻省理工學院的工程師現在設計出了一種方法，當這些設備暴露于LED的光時，觸發它們在體內分解。
新方法基于研究人員設計的光敏水凝膠。研究人員說，將這種材料整合到醫療設備中可以避免內窺鏡手術，并且當醫生不再需要或無法正常使用它們時，可以為醫生提供一種更快，更輕松的方法來移除。
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“我們正在開發一套可以駐留在胃腸道中的系統，作為其中的一部分，我們正在尋求開發不同的方式來觸發胃腸道中的設備拆卸，而無需進行大手術。 ”，機械工程助理教授，布萊根婦女醫院的腸胃病學家，研究的高級作者Giovanni Traverso說。
在對豬的一項研究中，研究人員表明，用這種光敏水凝膠制成的設備在暴露于小型LED的藍色或紫外光后會被觸發分解。
在這項研究中，研究人員探索了一種基于光的觸發器，他們認為與以前的方法相比，它可以提供一些優勢。一個潛在的優勢是，光可以在一定距離外起作用，并且不需要與被分解的材料直接接觸。同樣，光通常不會穿透胃腸道，因此不會隨機觸發。
為了創造這種新材料，作者設計了一種光敏水凝膠。這種聚合物凝膠包含一個化學鍵，當暴露在405到365nm（藍色至紫外線）的波長范圍內時光照時，化學鍵會斷裂。
之后，可以通過改變凝膠的組成來調整材料的性能。當光敏連接劑占材料的比例更高時，它對光的響應會更快分解，但機械強度也較弱。研究人員還可以通過使用不同波長的光來控制分解材料所需的時間。其中，藍光的工作速度較慢，但對敏感于紫外線損害的細胞造成的風險較小。
凝膠及其分解產物具有生物相容性，并且可以輕松地將其制成各種形狀。在這項研究中，研究人員用它來證明兩種可能的應用：減肥球和食管支架。研究人員說，除了這兩種應用之外，這種方法還可以用于制造其他種類的可降解設備，例如用于將藥物輸送到胃腸道的工具。
資訊出處：Ingestible medical devices can be broken down with light
原始出處：Ritu Raman, Tiffany Hua, Declan Gwynne, Joy Collins, Siddartha Tamang, Jianlin Zhou, Tina Esfandiary, Vance Soares, Simo Pajovic, Alison Hayward, Robert Langer, and Giovanni Traverso. Light-degradable hydrogels as dynamic triggers for gastrointestinal applications. Science Advances, 2020 DOI: 10.1126/sciadv.aay0065