針對生物醫(yī)用材料領(lǐng)域,在傷口無需縫合的情況下,生物黏附器件Bioadhesive devices可用于創(chuàng)建順應(yīng)性組織-器件界面。然而,這種技術(shù)的發(fā)展,卻面臨著諸多挑戰(zhàn),例如需要外部刺激或長時間組織粘連、可拉伸電極疲勞相關(guān)的電路擊穿,以及具有不均勻組織表面覆蓋的固體基底相關(guān)問題。
近日,韓國 成均館大學(Sungkyunkwan University)Heewon Choi, Yewon Kim, Sumin Kim,Mikyung Shin & Donghee Son等,在Nature Electronics上發(fā)文,報道了一種生物電子貼片bioelectronic patch,在心臟上實現(xiàn)了瞬時和適形的組織粘附,用于精確的心臟監(jiān)測。
該生物電子貼片由三層組成:離子導電組織粘合劑、粘彈性網(wǎng)絡(luò)薄膜,以及抗疲勞導電復合材料。該黏附系統(tǒng),在沒有外部刺激的情況下,在小于0.5s內(nèi)提供了適形的組織粘附、基于有效應(yīng)變適應(yīng)性的自發(fā)模量匹配,以及在1,000次拉伸循環(huán)后,在50.0%拉伸應(yīng)變時小于0.2%小電阻變化。
研究發(fā)現(xiàn),該生物電子貼片,可用于在清醒大鼠中長期測量心電圖信號(植入長達四周),而不會造成組織損傷,以及在心肌缺血再灌注模型中,實現(xiàn)了時空定位。

Adhesive bioelectronics for sutureless epicardial interfacing.
粘性生物電子學,用于無縫線心外膜界面。

圖1:應(yīng)變自適應(yīng)纖維聯(lián)鎖電子strain-adaptive fibre-interlocked electronic,SAFIE的整體概念和機制。

圖2:具有粘附性兒茶酚結(jié)合藻酸鹽adhesive catechol-conjugated alginate,Alg-CA層的靜電紡絲自修復聚合物網(wǎng)絡(luò)electrospun self-healing polymer network,E-SHN,對心臟組織保形性和粘附性的力學表征。

圖3:共晶鎵-銦eutectic gallium–indium,EGaIn/自修復聚合物self-healing polymer,SHP復合材料作為電極時,電學和力學性能及其生物界面能力。

圖4:基于大鼠心臟的體內(nèi)試驗,急性位點特異性心臟信號記錄。
來源:微信公眾號“今日新材料”
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