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电刺激促进骨折愈合 科学家打造可自发电的生物降解型电极贴片

来源:cnBeta.COM 发布时间: 2021-07-13 13:57:17 编辑:Emily

导读:威斯康星大学麦迪逊分校的科学家们,刚刚在发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇文章中,介绍了能够自供电、可生物降解的电刺激小贴片。

威斯康星大学麦迪逊分校的科学家们,刚刚在发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇文章中,介绍了能够自供电、可生物降解的电刺激小贴片。此前已有研究表明,电刺激有助于伤口的愈合。但在骨折治疗过程中,目前必须通过手术将外部供电的电极植入伤口部位。然后在骨骼愈合之后,又需要通过手术来移除。

(来自:University of Wisconsin-Madison

为了寻求一种更简单、侵入性更小的替代方案,该校 Xudong Wang 教授带领的一支研究团队,已经打造了一种可生物降解的贴片电极植入物。

在通过手术将这种“骨折电刺激装置”(简称 FED)植入物置于所需部位后,功成身退的自供电贴片电极就可被人体无害地吸收。

该贴片的基础部分,采用了 FDA 批准的生物相容性聚合物材质,上面是连接到两个电极的薄膜式摩擦纳米发电机。

后者能够将身体运动产生的机械能转化为电流,与我们穿着袜子与地毯摩擦产生静电荷的方式非常相似。

FED 基材由乳酸-共-乙醇酸(PLGA)聚合物制成

实验室测试期间,该装置让胫骨骨折的大鼠在六周内便恢复,时间明显快于未经特殊治疗的对照组。期间大鼠保持相对活跃,因而纳米摩擦发电机能够始终维持约 4V 的电压。

不过在对人类的治疗中,通常需要对骨折部位进行固定。对此,Xudong Wang 教授指出,后续可考虑让 FED 装置对其它类型的内部机械源做出反应,比如血压的变化。

感兴趣的朋友,可移步至《美国国家科学院院刊》(PNAS)查阅全文,原标题为《A self-powered implantable and bioresorbable electrostimulation device for biofeedback bone fracture healing》。