科学家开发可生物降解的柔性电子血管

中国和瑞士的科学家们合作生产了一种可植入的医疗设备,这种设备可以模仿血管的主要功能,但比天然的对应物更进一步。这些电子血管可以用来促进血液流动,就像在兔子身上演示的那样,也可以配置成协助药物输送、参与伤口愈合甚至基因治疗。

科学家开发可生物降解的柔性电子血管

多年来,科学家们一直致力于生物工程血管的研究,这可以帮助我们研究疾病,治疗肾衰竭的人,或者替换心血管疾病患者中堵塞的血管。然而,这项新研究背后的研究人员试图扩大这些类型的 “被动”支架和机械支持,从而在患者的康复中发挥积极作用。

这种电子血管是用圆柱形杆子卷起金属聚合物导体膜制成的。这些设备具有灵活性,可生物降解,包含的电路可以与其他电子设备协调,以承担不同的任务,如电子控制的药物输送。

在一项实验中,科学家们展示了如何在伤口愈合模型中电刺激血管,促进内皮细胞的增殖和迁移,内皮细胞排列在天然血管的内表面,这表明它可以用来构建新的组织。在另一个实验室实验中,该团队将电子血管连接到一个设备上,该设备可以产生一个电场,使细胞更具渗透性。这使得该团队能够将绿色荧光蛋白DNA输送到三种不同类型的血管细胞中。

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随后,研究人员将注意力转向体内研究,用电子血管替代兔子的一条关键动脉,为大脑、颈部和面部供血。科学家们对该装置进行了三个月的监测,报告称它可以一直保持足够的血流量。植入物被移除后,对兔子内部器官的分析显示,没有炎症的迹象。

科学家开发可生物降解的柔性电子血管

从这里开始,该团队希望在这些有希望的早期结果的基础上,对兔子进行进一步的研究,以确定该设备的长期安全性。另一个考虑因素是,如果该方法要用于人类,与电子血管配对的其他电子设备需要缩小规模。

“未来需要采取优化措施,将其与最小化的设备整合在一起,如最小化的电池和内置控制系统,使所有功能部件完全可以植入体内,甚至完全可以在体内进行生物降解。”主要作者,南方科技大学和中国国家纳米科技中心研究员蒋兴宇教授说。研究人员还希望该技术有一天可以与人工智能相结合,以收集和存储有关个体的血压,血压和血糖水平的详细信息。

该研究成果发表在《物质》杂志上。

这项研究得到了中国国家重点R&D计划,中国国家自然科学基金,中国科学院,深圳湾实验室,腾讯基金会的XPLORER奖,北京科技计划项目,北京协和医学院研究生创新基金,北京协和医学院研究生教育教学改革基金。

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