"活体电子学:组织融合型植入体的革命性突破与临床应用前景"

【字体: 时间:2025年09月07日 来源:New Scientist

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  【编辑推荐】这篇前瞻性综述由科学作家Edd Gent执笔,深入探讨了新一代"活体电子"(Living Electronics)技术如何通过仿生设计解决传统植入体(如免疫排斥、机械失配等问题),重点介绍了哈佛大学Jia Liu团队在柔性电子、宾夕法尼亚大学Kacy Cullen的"活体电极"(Living Electrodes)等突破,为神经修复、假体感知等领域带来范式变革。

  

【章节精选】

【切割与撕裂】

这些植入体都面临一个共同难题:免疫系统。哈佛大学的Jia Liu指出,大多数组织柔软有弹性,而刚性电子器件会像刀片般切割组织。这种持续性的微小损伤会引发免疫反应,导致炎症并最终形成包裹植入体的瘢痕组织,使信号衰减甚至需要手术取出。随着人体衰老过程中组织的蠕动变形和密度变化,这个问题会愈发严重。

【神经之桥】

该团队正在开发能完全桥接断裂神经的植入体——不仅能记录电信号,更能让瘫痪肢体恢复运动。研究者Malliaras设想未来实现双向信号传输:既能发送运动指令,又能传回感知信号(无论是与真实肢体还是假肢交互)。该装置预计3-5年内进入人体试验阶段。这种生物混合技术的应用可能远比想象更深远。

【归化自然】

宾夕法尼亚大学的Kacy Cullen正在推进最大胆的构想:完全摒弃电子元件。他开发的"活体电极"完全由细胞和组织支架构成,通过基因工程使神经元具备光响应能力,将其搭载在纤细的水凝胶圆柱上植入大脑,旨在像天然神经回路般工作。

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