一月30,2018

可生物降解的植入式压力传感器

乍看上去

  • 研究人员利用FDA批准的医疗植入物所用的材料设计了可生物降解的压力传感器,并将该传感器成功植入小鼠中。
  • 有一天,该实验技术可能成为需要手术切除的可植入传感器的有用替代品。
可生物降解的压电压力传感器 医生可以使用可生物降解的压力传感器来监测慢性肺部疾病,脑部肿胀和其他医疗状况,然后安全地溶解在患者体内。Thanh Duc Nguyen

传感器可帮助医疗保健提供者和患者监测健康状况,并确保他们可以就治疗做出明智的决定。但是,植入体内的传感器需要手术去除。这冒着对组织的额外损害的风险。

压力传感器通常被植入软组织和器官中。这些传感器可以检测组织中压力的积累,例如大脑,眼睛或其他器官的肿胀。可生物降解的压力传感器既可以监测健康状况,又可以减少进行有创外科手术以移除设备的需求。

为了开发可生物降解的,可植入的压力传感器,康涅狄格大学的Thanh Duc Nguyen博士领导的团队使用了聚L-乳酸(PLLA),一种可生物降解的聚合物,通常在FDA批准的医疗植入物中使用。最近发现,PLLA在以某种方式处理时表现出称为压电的特性。压电是在压缩,扭曲或以其他方式受到机械力时产生电的能力。该研究得到了美国国立卫生研究院国家生物医学成像与生物工程研究所(NIBIB)的部分支持。结果在线出现在 美国国家科学院院刊 1月16日, 2018.

研究人员设计了一种由两层PLLA制成的压力传感器,他们对其进行了处理并测试了其压电性能。他们将加工后的PLLA放在起电极作用的钼(Mo)或镁(Mg)之间,并用聚乳酸(PLA)包围该器件。这些组件中的每一个当前都在医疗设备中使用。该传感器的尺寸仅为5 mm x 5 mm,厚度为200µm。

在开发设备之后,该团队通过将其植入鼠标腹部隔膜底部进行了测试。传感器必须硬连线到体外的放大器以检测电流。即使传感器开始生物降解,也可以在四天内检测到动物的隔膜收缩和呼吸模式。

研究人员还通过将传感器植入小鼠背部并测量免疫反应来测试该传感器的生物相容性。小鼠仅表现出轻度的免疫反应,炎症最小。免疫反应在四个星期后恢复正常。

Nguyen说:“我们感到非常兴奋,因为这是这些生物相容性材料的首次使用。”

可生物降解的压力传感器有许多潜在的应用。研究小组希望这些传感器能够成为目前测量眼睛,腹部,动脉或大脑压力的设备的有用替代品。将来,他们希望通过无线发射器制造一个完全可植入,可生物降解的系统。

-蒂安娜·希克林(Tianna Hicklin)博士 

相关链接

参考文献: 可生物降解的压电力传感器。咖喱EJ,Ke K,Chorsi MT,Wrobel KS,Miller AN 3rd,Patel A,Kim I,Feng J,Yue L,Wu Q,Ku CL,Lo KW,Laurencin CT,Ilies H,Purohit PK,Nguyen TD。 美国国家科学研究院 美国.2018年1月16日.pii:201710874.doi:10.1073 / pnas.1710874115。 [Epub提前发行] PMID:29339509。

资金: 美国国立卫生研究院国家生物医学影像与生物工程研究所(NIBIB);康涅狄格大学;和UConn Health。