超声响应型Bio-MOF-11/PLGA复合膜：可降解摩擦电材料赋能瞬态植入式医疗设备

本研究针对瞬态植入式医疗设备(IMDs)需二次手术移除的痛点，开发了基于Bio-MOF-11/PLGA复合膜的声控降解摩擦电纳米发电机(AMD-TENG)。该材料在低强度超声下可稳定输出12.5 V/87.5 μA/cm2电能，高强度超声触发18分钟内快速降解，通过活性氧(ROS)介导实现按需溶解，为IMDs提供了兼具高效供能和可控降解的创新解决方案。

　　

随着植入式医疗设备(IMDs)在治疗、康复和给药等领域的广泛应用，传统电池供电方式暴露出体积庞大、需二次手术取出等局限。虽然可降解IMDs能通过体内溶解避免取出手术，但其降解速率难以精确控制，且现有生物可降解摩擦电材料存在输出性能低、机械稳定性差等问题。韩国研究人员在《Materials Today》发表的研究，通过将生物金属有机框架(Bio-MOF-11)与聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)复合，开发出具有双重功能的声控降解摩擦电纳米发电机(AMD-TENG)。

研究采用溶热法制备Bio-MOF-11粉末，通过溶液浇铸法构建复合薄膜。利用原子力显微镜和X射线衍射表征材料形貌，通过有限元分析模拟超声场分布，采用电化学工作站测试电输出性能，并建立体外降解模型评估超声触发溶解效应。

结果与讨论部分显示：Bio-MOF-11的腺嘌呤配体与PLGA形成氢键网络，使复合膜摩擦电性能提升3倍。在0.5 W/cm²低频超声下可持续工作180分钟，输出达12.5 V。当施加3 W/cm²高频超声时，表面孔隙产生空化效应，促使PLGA主链断裂，同时Bio-MOF-11作为声敏剂催化产生活性氧(ROS)，使器件在18分钟内完全降解。

结论指出该研究首次实现摩擦电材料的性能增强与可控降解协同调控：Bio-MOF-11的富电子中心提升电荷捕获能力，其钴离子配位结构在超声下产生氧化应激反应。这种"按需降解"机制突破了传统生物可降解材料依赖环境水解的被动模式，为心脏病临时起搏器等短期IMDs提供了安全供电方案。

这项工作的创新性体现在三方面：①开发首个超声响应型MOF基摩擦电材料；②建立声-电-化学耦合的主动降解通路；③输出性能达可降解TENG最高水平。未来通过优化MOF孔径与超声参数匹配，可进一步拓展在神经调控等精密医疗中的应用。