植入式电子医疗器件材料或可生物降解
4月9日记者获悉,南昌大学国际有序物质科学研究院教授汤渊源与东南大学等机构科研人员合作,制备了具有大压电响应的可生物降解铁电分子晶体。这一成果不仅为瞬态植入式电子医疗器件提供了有潜力的候选材料,也为分子压电材料在人体健康领域应用开辟了新的重要出口。相关研究成果日前在《科学》上发表。
当前,人们对医疗健康的需求日益旺盛。植入式压电生物医学器件的研究蓬勃发展,有望帮助人们提升生活质量。目前,压电应用主流材料主要包括无机铁电陶瓷和铁电聚合物。然而,这些传统材料存在的一个显著问题就是它们不可生物降解。这意味着,当这些材料制成的植入式电子器件应用于人体时,需要进行二次手术来移除。这无疑增加了患者的风险与不便。
相比之下,铁电分子晶体合成简便、易于加工,同时具备轻量、良好生物相容性和可调控的物理性能。因此,铁电分子晶体被视为植入式瞬态压电器件的理想候选材料。然而,目前市场上可生物降解的铁电分子晶体数量稀少,且压电性能不尽如人意。
研究团队开发了一种铁电分子晶体(HFPD),将小分子压电性能提升了4倍,起到了"四两拨千斤"的作用。HFPD能够轻松溶解于多种溶剂,特别是体液,这对于其在生物体内的降解过程极为有利。此外,HFPD还展现出良好的生物安全性、生物相容性和生物降解性,这为其在生物医疗领域应用提供了广阔前景。
考虑到晶体的脆性和刚性,团队通过溶液蒸发法制备了HFPD-聚乙烯醇柔性压电复合薄膜。基于这一压电复合薄膜,团队又成功组装了一个可控的瞬态机电器件,并证实其具有良好的生物传感性能。
(记者魏依晨)
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