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由鎂製成的可生物降解的諧振器微型電子電路,可以從體外無線加熱,體內釋放藥物

裝有矯形假肢的患者術後通常會經歷一段時間的劇烈疼痛。為了控制疼痛,外科醫生在手術過程中將止痛藥注射到組織中。當這種情況在一兩天後消失時,透過放置在脊柱附近的導管為患者提供嗎啡。然而導管並不是特別舒適,藥物擴散到全身,影響所有器官。

EPFL微系統實驗室的研究人員現在正在研究一種可生物降解的植入物,該植入物將在幾天內按需釋放區域性麻醉劑。這種植入物不僅可以減輕患者術後的不適感,而且無需進一步手術將其移除。他們開發了一種由鎂製成的可生物降解的微型電子電路,該電路可以從體外無線加熱。

鎂諧振器實物。

一旦整合到最終裝置中,該電路將允許幾天內在特定位置釋放受控量的麻醉劑。之後,植入物將在體內安全降解。這項研究已發表在《高階功能材料》上。

一粒膠囊含幾個水庫

電子電路(呈小螺旋狀的諧振電路)只有幾微米厚。當暴露於交變電磁場時,螺旋諧振器會產生產生熱量的電流。研究人員的最終目標是將諧振器與裝有止痛藥的膠囊配對,然後在手術期間將其插入組織中。當從體外發送的電磁場熔化膠囊膜時,膠囊的內容物可能會釋放。

"我們正處於專案的關鍵階段,因為我們現在可以製造出在不同波長下工作的諧振器,"該研究的主要作者,博士生MatthieuRüegg說。"這意味著我們可以透過選擇不同的頻率來單獨釋放膠囊的內容物。" 放熱過程應少於一秒鐘。

研究人員的最終目標是將諧振器與裝有止痛藥的膠囊配對,然後在手術期間將其插入組織中。

一種新穎的製造技術

研究人員必須在製造可生物降解諧振器時發揮創造力。Rüegg說:"由於鎂僅在幾秒鐘內溶解,因此我們立即排除了涉及與水接觸的任何製造工藝。" 他們最終將鎂沉積在基材上,然後用離子噴淋,從而使鎂成形。

他補充說:"這使我們在設計階段更具靈活性。" 他們最終能夠製造出世界上最小的鎂諧振器:厚度為2μm,直徑為3 mm。

團隊的發明還沒有為手術室做好準備。Rüegg總結說:"我們仍然需要將諧振器整合到最終裝置中,並表明有可能在體內和體外釋放藥物。"

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