嚴(yán)格意義上來說這個場景還沒有完全變成現(xiàn)實(shí)，但已經(jīng)為期不遠(yuǎn)。除了可溶解的電路，近日，科學(xué)家們又在Advanced Materials上發(fā)表了關(guān)于可降解的無線控制儲能電路的最新成果，并且已經(jīng)投入小白鼠試驗(yàn)了。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可以說是生物電子領(lǐng)域向醫(yī)藥拓展——微型設(shè)備在完成治療任務(wù)后自動溶解——非常重要的一步。這樣的技術(shù)將會應(yīng)用到包括刺激神經(jīng)和骨骼生長、配合傷口愈合、藥物遞送和抗生素領(lǐng)域。
John Rogers是一名伊利諾伊大學(xué)的機(jī)械工程師，他表示;“在應(yīng)用中，這些小小的設(shè)備只需在治療過程中的某一個階段內(nèi)工作。而在那之后，最理想的狀態(tài)就是它們能自行降解。”
去年John發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于水溶性硅材料電路的研究;而今年，他和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)了可植入大腦的微型led。
這種無線控制電路是固定在超薄的絲綢基質(zhì)上，并且會對不同的頻率信號做出響應(yīng)。John的團(tuán)隊(duì)采用水溶性的生物材料制作了電容、電感和電阻元件：納米硅薄膜作為半導(dǎo)體;本身就是生物體重要組成的鎂;二氧化硅或是氧化鎂來作絕緣部分;還有超薄絲綢作為器件的基質(zhì)。
而整個無線控制電路中非常重要的天線——用于接收無線信號并轉(zhuǎn)化為電能來驅(qū)動電路——是由鋪設(shè)在絲綢表面的鎂制成的。一根500納米的超細(xì)鎂制天線，在常溫的去離子水中只要2個小時就能完全溶解;而一根比這大6倍的天線也只需要幾天時間。
為了證明電路的運(yùn)作情況，John和他的同事將鎂制天線與led連接搭建了一個能量接收電路，然后他們在6英尺外打開了一臺無線發(fā)射器，電路能將15%的電波能量轉(zhuǎn)化為電能，并且led開始閃爍。最后，他們將電路置于去離子水中，電路順利溶解。
對此，卡耐基梅隆大學(xué)的Christopher Bettinger表示這對于生物降解的電子系統(tǒng)發(fā)展有重要的意義。同時他也指出采用無線電波作為能量源也就意味著設(shè)備植入得越深，那么所需的天線尺寸就要越大。“我認(rèn)為能量的供給將會是生物降解電子真正的問題。”他說，“這肯定帶來非常重要的應(yīng)用，但是我們也需要明確地界定比起傳統(tǒng)的療法我們在哪些疾病治療領(lǐng)域有特殊的優(yōu)勢。”
現(xiàn)在，John和他的同事正在小白鼠身上測試一項(xiàng)熱療的儀器。通過紅外相機(jī)，他們可以看到植入皮下的設(shè)備是否正常工作;當(dāng)他們工作時，其周邊的皮膚會略微升高幾攝氏度。他們表示目前在植入和設(shè)備重吸收的過程中“還沒有出現(xiàn)炎癥，纖維化病變或是其他的副作用”。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號