電子設(shè)備在人體組織生長得以實(shí)現(xiàn)

人類和機(jī)械融為一體的科技也許在不久的將來就要實(shí)現(xiàn)了，近日，美國波士頓的麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們公布了一個(gè)新的技術(shù),可以讓傳感器在人體組織中生長，這些設(shè)備可以被植入患者或用于實(shí)驗(yàn)室研究人類組織如何應(yīng)對(duì)潛在的藥物副作用。

科學(xué)家在細(xì)胞中植入這些如同海面一樣的支架，這些由環(huán)氧樹脂、無毒的材料制成的多孔3D結(jié)構(gòu)支架，可以用來監(jiān)測(cè)周圍組織的電活動(dòng)，控制藥物釋放或屏蔽候選藥物對(duì)他們心臟組織的影響。

在這些納米支架中，科學(xué)家嵌入了攜帶電子信號(hào)的硅納米線，使其從細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)生長，支架不僅僅是一個(gè)支持細(xì)胞的接卸裝置，它還包含多個(gè)傳感器，最終變成一個(gè)3D組織工程。

研究人員選擇硅納米線的電子傳感器，是因?yàn)樗鼈兪求w積并且小穩(wěn)定，可以安全地植入活體組織，比金屬電極剛敏感。同時(shí)，納米線的直徑范圍從30到80納米(要比人類頭發(fā)小1000倍)，可以檢測(cè)到的電壓低于1000瓦特，這是一個(gè)細(xì)胞可以承受的電力的水平。

在對(duì)于自然材料的研究中，研究人員使用他們的特殊支架供心臟、神經(jīng)和肌肉組織生長，從而能夠通過去甲腎上腺素增加的心率監(jiān)測(cè)細(xì)胞的反應(yīng)。哥倫比亞大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)教授說，這項(xiàng)工作可以幫助解決細(xì)胞對(duì)電刺激的反應(yīng)，這可能會(huì)有助于心臟和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。

“這是一個(gè)偉大的由納米電子學(xué)與組織工程完美結(jié)合監(jiān)測(cè)細(xì)胞的例子”研究人員說。該小組還將對(duì)血管植入嵌入式電子傳感器，這樣他們就可以用來測(cè)量內(nèi)部和外部容器的pH值變化。

這樣的植入式裝置可以讓醫(yī)生用來監(jiān)控炎癥或患者體內(nèi)的植入物的生化反應(yīng)。最終,研究人員不僅可以感受到電子或生化變化,還能應(yīng)對(duì)一切其他的情況，例如，通過檢測(cè)釋放一種藥物。

麻省理工學(xué)院教授和這篇研究論文的主要作者羅伯特·蘭格表示說：“我們對(duì)這個(gè)研究感到很興奮，它使我們對(duì)于近一步創(chuàng)建一個(gè)3D的組織工程充滿決心，總有一天，納米材料可以在這一領(lǐng)域發(fā)揮作用。”


相關(guān)閱讀：
英國首位機(jī)械戰(zhàn)士：大腦可完全控制機(jī)械手臂【圖】
新型生物醫(yī)療傳感器可探測(cè)唾液及眼淚中的葡萄糖濃度
美用納米醫(yī)療電子材料研制出半機(jī)械肌體組織