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浙江大学与剑桥大学科学家已研制出可被人体吸收的电子器件

2016-06-01 11:22
络遇
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  如果一种电子器件能被植入到人体内,执行体征监测、疾病预警、伤口愈合跟踪等,并将信息无线地传送给医生或患者,以便于采取后续措施,然后这些器件被人体体液溶解,吸收并排出而不会对人体造成任何副作用。可以想象这样的电子器件在疾病诊断和治疗上将发挥难以想象的作用。近年来,科学家们利用多种的可降解材料如DNA、蛋白质、可降解金属等来构建各种可降解电子器件,取得了巨大的进步,可降解植入式电子器件离我们的现实生活正越来越近。

  记者日前从浙江大学了解到,浙江大学和英国剑桥大学的科学家用鸡蛋清和可降解金属制造出一种可被人体体液溶解、吸收的忆阻器。这种电子器件将在疾病诊断和治疗中发挥作用。

  忆阻器是一种能够实现信息存储功能的电子器件。记者在浙江大学见到了这种新型微电子忆阻器,一片薄薄的圆形单晶硅衬底上整齐排列着16个白色小方块阵列,这些白色小方块都是由镁和钨薄膜金属构成的电极。

  

  (a)基于鸡蛋清的可降解忆阻器三维结构图;(b)蛋清和蛋清稀释液;(d)器件电测试结果。

  论文的通讯作者、浙江大学信息与电子工程学院汪小知副教授介绍,16个电极中间的核心材料是一层30纳米厚的蛋白,这样一个忆阻器可储存16比特大小的信息。

  研究人员表示,忆阻器被植入到人体内后,可以执行体征监测、疾病预警、伤口愈合跟踪,并能够将信息无线地传送给医生或患者,以便于采取后续措施。实验证实,可降解忆阻器可读写数百次,在干燥情况下,信息可储存3个月。而当忆阻器放入水中或人体体液中时,整个器件在3天时间内就几乎完全溶解。

  

  器件在水中的溶解过程。

  汪小知介绍,现有的植入式医疗器件一般含有铜、金、银或铝等不可降解金属材料,植入和更换、去除都需要经由手术完成。可降解医疗系统的出现,将有可能令医疗器件与人体环境更相容,避免一次植入多次手术。

  “能够被人体环境溶解、代谢,意味着不会长期滞留体内而对人体造成副作用。”汪小知说。

  该项研究的相关论文日前在线发表于美国化学学会期刊《应用材料与界面》。汪小知表示,研究团队还将使用可降解材料研发如人工心脏、人工膀胱、人工皮肤等电子器件,为未来植入人体的各类电子系统提供技术基础。

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