国产第三页-韩国伦理片在线看-九九热在线播放-欧美大片网站-疯狂伦交-日韩不卡毛片-国产视频自拍一区-91成人免费在线-久久久久久久亚洲av无码-成人一区电影-影音先锋中文字幕电影

文獻(xiàn)速覽

       傳統(tǒng)水凝膠植入器件在體液環(huán)境下極易吸水溶脹，造成電路斷路、界面剝離，同時(shí)植入后易誘發(fā)纖維化異物反應(yīng)，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定體內(nèi)信號(hào)交互。西湖大學(xué)未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心研究團(tuán)隊(duì)在Nature Materials發(fā)表研究，開(kāi)發(fā)無(wú)表面活性劑微膠束原位光固化制備路線，構(gòu)筑 HEA-EA 基抗溶脹本體水凝膠；將冷凍球磨微凝膠復(fù)配銀片導(dǎo)電填料，制備可嵌入式 3D 打印兩相導(dǎo)電水凝膠墨水，通過(guò)雙步固化調(diào)控導(dǎo)電相微觀分相結(jié)構(gòu)。該體系平衡抗溶脹性能、高導(dǎo)電率與生物相容性，平衡態(tài)水凝膠溶脹系數(shù)僅 9.8%，平衡后導(dǎo)電水凝膠仍保有 1260 S cm?¹ 電導(dǎo)率，拉伸斷裂應(yīng)變超 1300%。小鼠皮下植入組織測(cè)序與多重免疫熒光證實(shí)材料可大幅降低巨噬細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞浸潤(rùn)，抑制致密纖維囊生成；依托該材料打印無(wú)線供電腦機(jī)接口、皮下光電器件、坐骨神經(jīng)刺激器三類(lèi)植入設(shè)備，大鼠體內(nèi) 1–5 周可穩(wěn)定采集皮層電位、無(wú)線調(diào)控肢體運(yùn)動(dòng)，為長(zhǎng)期神經(jīng)診療植入電子提供完整材料與制造方案。

文章摘要

       水凝膠生物電子器件是連接生物系統(tǒng)與電子系統(tǒng)的極具潛力的候選方案。然而，在濕潤(rùn)的生理環(huán)境中，要維持水凝膠器件與生物材料之間的穩(wěn)定通信面臨諸多挑戰(zhàn)，這主要源于水凝膠封裝層因溶脹而引發(fā)的機(jī)械降解以及導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的電學(xué)失效。為解決這一問(wèn)題，我們報(bào)道了一種微膠束自組裝方法，可制備出柔軟、可拉伸且抗溶脹的水凝膠，將其作為植入式水凝膠生物電子器件的構(gòu)建單元。與傳統(tǒng)的溶脹型水凝膠及硅酮材料相比，這類(lèi)抗溶脹水凝膠在長(zhǎng)期植入過(guò)程中表現(xiàn)出更低的異物反應(yīng)。通過(guò)采用微凝膠策略，我們將該抗溶脹水凝膠整合為支撐基質(zhì)與雙相導(dǎo)電水凝膠墨水，從而實(shí)現(xiàn)了水凝膠生物電子器件的嵌入式三維打印。通過(guò)調(diào)控制造過(guò)程中的單體擴(kuò)散，我們能夠定制導(dǎo)電水凝膠的導(dǎo)電相，使其電導(dǎo)率最高可達(dá) 4,000 S cm?¹，且在水性環(huán)境中達(dá)到平衡時(shí)，其電學(xué)失效時(shí)的應(yīng)變可超過(guò) 1,300%。我們成功打印了多種類(lèi)型的水凝膠生物電子植入裝置，包括腦機(jī)接口、無(wú)線供電光電子器件以及坐骨神經(jīng)刺激器。這些器件在植入大鼠體內(nèi)后，均展現(xiàn)出優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與可靠的運(yùn)行性能。

文章亮點(diǎn)

 •摒棄傳統(tǒng)高交聯(lián)、疏水改性需大量溶劑交換的制備方式，利用親水 HEA 與疏水 EA 單體自發(fā)形成油包水微膠束，紫外原位聚合形成納米分相網(wǎng)絡(luò)，疏水鏈段充當(dāng)物理交聯(lián)點(diǎn)。無(wú)需額外交聯(lián)劑、無(wú)有毒表面活性劑析出，平衡態(tài)溶脹系數(shù)低至 9.8%，相較普通雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠溶脹程度降低 24.5 倍，同時(shí)保持 2300%–3500% 超高拉伸性，軟硬可通過(guò)單體配比精準(zhǔn)調(diào)控，適配不同軟組織貼合需求。該合成范式可拓展 HEMA、MEA 多套單體體系，具備普適性。

 •將抗溶脹水凝膠低溫球磨粉碎為微凝膠顆粒，復(fù)配片狀銀填料得到可打印流變墨水；創(chuàng)新 UV 預(yù)固化 + 熱后處理雙步工藝，精準(zhǔn)控制單體跨相擴(kuò)散程度，形成銀富集導(dǎo)電連續(xù)分相通道。平衡浸水后導(dǎo)電水凝膠仍可達(dá) 1260 S cm?¹，拉伸至 1300% 不斷路，扭轉(zhuǎn)、反復(fù)拉伸后阻抗波動(dòng)極小，解決常規(guī)導(dǎo)電水凝膠遇水溶脹斷開(kāi)導(dǎo)電通路的行業(yè)痛點(diǎn)。

 •皮下植入多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)（硅膠、普通溶脹水凝膠）證明，該軟質(zhì)抗溶脹水凝膠可下調(diào)膠原蛋白、肌成纖維細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)，促進(jìn)胞外基質(zhì)降解通路激活；8 周植入后纖維囊厚度與空白假手術(shù)組無(wú)顯著差異，巨噬細(xì)胞、炎癥蛋白標(biāo)記物表達(dá)量大幅降低，不會(huì)形成隔絕組織的致密纖維包膜，保障器件與生物組織長(zhǎng)期緊密貼合。

文章內(nèi)容

圖1 | 基于抗溶脹水凝膠的電子器件設(shè)計(jì)

圖2 | 抗膨脹水凝膠的設(shè)計(jì)及其力學(xué)性能

圖 3 | 抗腫脹水凝膠的體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)（FBR）研究

圖4 | 雙相導(dǎo)電抗膨脹水凝膠的電學(xué)性能與機(jī)電性能

圖 5 | 無(wú)線供電功能性水凝膠電子器件的制備

圖6 | 長(zhǎng)期可植入型抗腫脹水凝膠基生物電子器件

總結(jié)

       植入式柔性生物電子長(zhǎng)期受水凝膠溶脹斷路、體內(nèi)纖維化包裹兩大核心問(wèn)題制約，傳統(tǒng)硅橡膠、普通導(dǎo)電水凝膠難以兼顧水環(huán)境穩(wěn)定性與生物相容性。西湖大學(xué)團(tuán)隊(duì)提出微膠束自組裝無(wú)溶劑化抗溶脹水凝膠制備策略，配套兩相分相可打印導(dǎo)電墨水與雙步固化成型工藝，同步實(shí)現(xiàn)極低溶脹率、浸水高導(dǎo)電性、類(lèi)軟組織柔順力學(xué)性能；動(dòng)物植入實(shí)驗(yàn)證實(shí)該材料可顯著降低免疫炎癥、抑制纖維囊生成，保障器件長(zhǎng)期與組織共形貼合。依托嵌入式 3D 打印技術(shù)可一體化制備無(wú)線腦機(jī)、神經(jīng)刺激、皮下光電器件，大鼠體內(nèi)數(shù)周穩(wěn)定完成信號(hào)記錄與神經(jīng)調(diào)控，整套材料體系與制造工藝兼顧生物安全性、水環(huán)境穩(wěn)定性與規(guī)?；蛴摿?，為長(zhǎng)期植入式神經(jīng)診療、人機(jī)交互電子設(shè)備提供全新完整開(kāi)發(fā)思路。

文章信息

 本文內(nèi)容來(lái)自期刊Nature Materials以3D-printed implantable bioelectronics enabled by anti-swelling and biphasic conductive hydrogels為題的文章。文章DOI號(hào)：10.1038/s41563-026-02691-7

聲明

本文僅作科研交流分享，侵刪。文中觀點(diǎn)不代表本號(hào)立場(chǎng)，疏漏之處，敬請(qǐng)指正。本號(hào)內(nèi)容僅供信息傳遞，不構(gòu)成專(zhuān)業(yè)建議，相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)與損失均由讀者自行承擔(dān)；外部鏈接內(nèi)容及風(fēng)險(xiǎn)亦與本號(hào)無(wú)關(guān)。不可抗力、技術(shù)故障等導(dǎo)致的內(nèi)容異常，本號(hào)免責(zé)。閱讀即視為認(rèn)同本聲明。