柔性、可生物降解和无线磁电纸，用于生物电植入物的简单原位个性化

由UNIST材料科学与工程系的Jiyun Kim、Chaenyung Cha和Myoung Hoon Song教授联合领导的一个研究小组推出了世界上第一张柔性、可生物降解的生物电子纸，该纸具有均匀分布的无线刺激功能，可实现生物电子植入物的简单个性化

这些创新材料由纳米级功能材料制成，因此可以使用简单的方法进一步定制，如滚动、切割、向内折叠和向外折叠，而不会失去功能

研究团队预计，这些具有前所未有设计灵活性的结果可以为微创无线刺激疗法的临时生物电子植入物的低成本、简单和快速个性化奠定基础

这项工作发表在《先进材料》杂志上

植入的电刺激装置对于通过电刺激促进神经元活动和组织再生至关重要。因此，这些设备对于治疗各种神经退行性疾病至关重要，如帕金森病和阿尔茨海默病

然而，大多数最先进的生物电子植入物都需要刚性和庞大的电子设备，这些电子设备与神经和其他组织的精细结构在机械上不兼容，因此很难实时自由改变为各种尺寸和形状

此外，需要接线、更换电池和治疗后取出手术会增加感染风险，并使临床治疗变得复杂

在这项研究中，研究团队成功开发了一种柔性、仿生、轻质、可生物降解的生物电子纸，该生物电子纸可以在制造后切割和定制，同时保留功能，从而能够简单快速地生产各种尺寸、形状以及微观和宏观结构的生物电子植入物

首先，他们合成了磁电纳米颗粒（MENs），可以促进对外部磁场的电刺激。合成的纳米颗粒采用“Core@Shell“将将磁场转换为局部应变的磁致伸缩核心和将应变转换为电场的压电外壳耦合在一起的结构。

通过将MENs集成到电纺可生物降解纳米纤维（NFs）中，该团队生产了一种纸状、可生物降解、多孔的无线电刺激器。体外实验进一步证明了该材料提供无线电刺激和同时促进神经元活动的能力。

”开发的材料提供了个性化的治疗选项，可根据个人需求和物理特征定制，简化治疗过程，增强了灵活性，并在基于电刺激的临床应用中具有多功能性，“博士后研究员兼第一作者Jun Kyu Choe说。

这种制造的材料像纸一样柔软轻便。它可以沿着复杂的表面紧密连接，比如人脑模型的弯曲表面。值得注意的是，它还可以切割成任意的形状和比例，同时保持其功能。

此外，它表现出了非凡的灵活性，足以制造一个圆柱形神经导管来再生神经，其弯曲半径为400微米。

研究团队表示，”这项工作为开发柔性和可生物降解的无线生物电子植入物提供了一种很有前途的策略，该植入物可以简单地根据各种临床和物理环境进行定制

“与传统的系统级无线电子设备相比，纳米级磁电和可生物降解纤维材料的结合提供了优势，这些设备依赖于庞大组件的复杂组装，而这些组件在制造后无法重新设计。”

金教授表示，“原则上，生物电子论文可以简单地定制到几十厘米的器官规模，或者微型化到亚微米规模，用于微创手术，因为磁电或微观结构不取决于其规模。

”总的来说，我们的生物电子论文具有简单而广泛的适用性，可以为微创和可生物分解的无线生物电子植入物开辟一个新的方案。