电子器件视角下的植入式电子技术路线图:综述

《IEEE Electron Devices Magazine》:An Electron Devices Perspective on the Technology Road Map for Implanted Electronics: A Review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月25日 来源:IEEE Electron Devices Magazine

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   摘要:植入式电子设备处于雄心与约束之间充满挑战的交汇点。临床医生日益寻求能够在体内直接记录、解释和干预的设备——实时监测神经活动、纠正心律、调节药物输送或追踪生化标志物。然而,植入环境从根本上对传统电子设备具有敌意,因为它是湿润的、富含离子的、机械活跃的且具有生物反应性的。

  

摘要:

植入式电子设备处于雄心与约束之间充满挑战的交汇点。临床医生日益寻求能够在体内直接记录、解释和干预的设备——实时监测神经活动、纠正心律、调节药物输送或追踪生化标志物。然而,植入环境从根本上对传统电子设备具有敌意,因为它是湿润的、富含离子的、机械活跃的且具有生物反应性的。核心要求是长期运行安全以及数年间可预测的性能,以及与活体组织的稳定界面。因此,植入技术路线图不仅仅是晶体管缩小的故事,而是在体积、功耗和长期漂移的极端限制下,工程化可靠材料、界面、电路和封装的故事。控制论的未来正在进行中,不是人机融合遥远愿景,而是向闭环生物电子系统的实际转变,该系统持续感知生理状态,计算具有临床意义的决策,并提供靶向治疗。在这一新兴格局中,植入物正从孤立的“黑盒”演变为嵌入身体自身反馈网络中的自适应节点,能够自主调节神经回路、稳定心脏功能或调节生化状态。这一时代的区别不仅在于算法或无线连接的复杂性,更在于要求这些能力在慢性暴露下持续存在;随着组织重塑,界面必须保持电学稳定,随着材料膨胀和疲劳,封装必须保持不透性,并且必须在确保安全的同时高效地供电。换言之,控制论正成为电子器件与生物学长期协同整合的工程学科。本综述采用电子器件的视角审视植入式电子设备,论证应用层面的能...

植入式电子设备处于雄心与约束之间充满挑战的交汇点。临床医生日益寻求能够在体内直接记录、解释和干预的设备——实时监测神经活动、纠正心律、调节药物输送或追踪生化标志物。然而,植入环境从根本上对传统电子设备具有敌意,因为它是湿润的、富含离子的、机械活跃的且具有生物反应性的。核心要求是长期运行安全以及数年间可预测的性能,以及与活体组织的稳定界面。因此,植入技术路线图不仅仅是晶体管缩小的故事,而是在体积、功耗和长期漂移的极端限制下,工程化可靠材料、界面、电路和封装的故事。

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