植入式電子醫療器件材料或可生物降解
2024年04月11日08:53 來源：科技日報
科技日報訊 （記者魏依晨）4月9日記者獲悉，南昌大學國際有序物質科學研究院教授湯淵源與東南大學等機構科研人員合作，制備了具有大壓電響應的可生物降解鐵電分子晶體。這一成果不僅為瞬態植入式電子醫療器件提供了有潛力的候選材料，也為分子壓電材料在人體健康領域應用開辟了新的重要出口。相關研究成果日前在《科學》上發表。
當前，人們對醫療健康的需求日益旺盛。植入式壓電生物醫學器件的研究蓬勃發展，有望幫助人們提升生活質量。目前，壓電應用主流材料主要包括無機鐵電陶瓷和鐵電聚合物。然而，這些傳統材料存在的一個顯著問題就是它們不可生物降解。這意味著，當這些材料制成的植入式電子器件應用于人體時，需要進行二次手術來移除。這無疑增加了患者的風險與不便。
相比之下，鐵電分子晶體合成簡便、易于加工，同時具備輕量、良好生物相容性和可調控的物理性能。因此，鐵電分子晶體被視為植入式瞬態壓電器件的理想候選材料。然而，目前市場上可生物降解的鐵電分子晶體數量稀少，且壓電性能不盡如人意。
研究團隊開發了一種鐵電分子晶體（HFPD），將小分子壓電性能提升了4倍，起到了“四兩撥千斤”的作用。HFPD能夠輕松溶解于多種溶劑，特別是體液，這對于其在生物體內的降解過程極為有利。此外，HFPD還展現出良好的生物安全性、生物相容性和生物降解性，這為其在生物醫療領域應用提供了廣闊前景。
考慮到晶體的脆性和剛性，團隊通過溶液蒸發法制備了HFPD-聚乙烯醇柔性壓電復合薄膜。基于這一壓電復合薄膜，團隊又成功組裝了一個可控的瞬態機電器件，并證實其具有良好的生物傳感性能。
(責編：喬業瓊、楊迪)
