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照一照就消失!新材料遇LED就分解 无需再动手术取出体内装置

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 Winnie Lee • 2020-01-22 15:45:01 来源:前瞻网 E2570G0

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需要通过侵入性手术移除医疗设备的日子已经屈指可数了。研究人员已经制造出了胃囊之类的小玩意,当LED灯照到它们时,胃囊就会分解。

该团队表示,该方法可以扩展到更广泛的医疗设备,并提供一种在正确时间将药物送到正确地点的新方法。

来自麻省理工学院的乔瓦尼·特拉韦索(Giovanni Traverso)是这项研究的合著者,同时也是美国布莱根妇女医院的胃肠病学家。

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(图源:卫报)

这种方法的核心是水凝胶——一种由聚合物制成的柔软的吸水材料。

该研究的第一作者、同样来自麻省理工学院的Ritu Raman说:“你可以想象,如果你把某种非常重、非常坚硬的东西放进身体里,你身体其他部分的组织(相比之下,它们非常柔软)可能会对此产生负面反应。”

然而,水凝胶可以被调整,使其变得更硬或更有弹性,同时也可以设计它们,使它们在特定的环境中分解,例如暴露在酸性或高温下。

研究小组表示,他们之所以选择使用光,是因为光易于控制,可以在身体的不同环境中使用,而波长可以选择,这样就不会伤害周围的组织。

在《科学进展》杂志上,Traverso和同事们报告了他们如何将他们的方法应用于胃囊——一种通过让病人感觉更饱来帮助减肥的装置。它们通常被插入胃部,用液体充气,六个月后取出——通常是用内窥镜。

研究小组并没有将气球装满液体,而是用一种湿的时候会迅速膨胀的材料填充了多孔的气球壳,然后用一根由他们特别设计的光感应水凝胶制成的别针将其密封。

在将胃囊插入三只猪的胃中并检查它们是否已经充气一小时后,研究小组将一个装有LED的内窥镜放入每只猪的胃中,并将光照在水凝胶针上30分钟。

在插入气球6个小时后,扫描结果显示,气球缩小到原来膨胀尺寸的近70%,这表明别针已经断了,气球里的东西释放出来了。相比之下,三只没有暴露于内部LED的猪的胃气球继续膨胀。

研究小组发现,将一种可食用的LED胶囊植入另外3头猪体内也能产生类似的结果。这个开关至少开了70分钟。

LED内窥镜和LED胶囊都包含一个小磁铁来引导它到胃囊针附近的金属块。特拉弗索说,可以根据强度选择磁铁,这样它们就不会穿过身体组织粘在一起。

研究小组还用这种水凝胶制作了食道的环状支架,尽管还没有在活体动物身上进行过试验。在led灯下暴露30分钟后,支架变得更加柔软,测试表明它可以进入胃和身体。传统上,这种支架必须通过内窥镜取出。

Traverso说,这项研究只是一个概念上的证明,还需要进一步的研究,比如开发一种不需要把LED连接到设备上的方法。然而,研究小组希望这种方法最终能在许多方面帮助病人,包括控制药物在体内的释放。

没有参与研究的伦敦大学学院材料工程师Mark Miodownik说:“这为非侵入性手术提供了一种全新的可能性,你可以把东西放进身体里,当它完成了它的工作时,你就把一个小的(LED)药丸送下去。”

原文出处:

https://www.theguardian.com/science/2020/jan/17/leds-used-in-tests-to-replace-invasive-medical-procedures

LEDs used in tests to replace invasive medical procedures

作者:Nicola Davis

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