“人机互联”有疤痕？科学家开发出一种聚合物涂层：不再因截断组织而“断电”

特拉华大学的科学家开发了一种“类似于机器人”（Cyborg-Like）的技术，可以在将特定的人体设备嵌入体内时更安全，从而更好地监控人的健康状况并追踪肿瘤的任何征兆。

研究人员说，将电子设备或机器连接到组织一直是一个巨大的问题，因为常用的材料——金和硅会在组织中造成疤痕，从而中断数据流。

根据该团队的说法，某些应用（例如肌肉或脑组织）需要电信号流才能使其正常运行。但是，疤痕会阻断这一动作。

为了解决这个问题，美国的研究人员开发了一种聚合物涂层，以使这些设备不再在组织上产生疤痕。

特拉华大学的首席作者戴维·马丁（David Martin）教授表示，在人体设备试图将刚性的无机微电极连接到由有机的、咸味的和活体材料组成的大脑时，他们想到了在人体设备上使用涂层的想法。

他们发现自己陷入困境，因为他们将设备连接到大脑的操作完全不起作用。因此，他们寻求了一种替代方案，其中包括使用有机电极材料（例如共轭聚合物）。

马丁说，他们发现了一个化学稳定的例子，它被称为电子显示器的防静电涂层。他们发现聚合物具有将电子设备连接到组织的必要性能。这些聚合物具有电和离子活性。“反离子为它们提供所需的电荷，因此当它们运行时，电子和离子都会四处移动。”

该聚合物称为聚3,4-乙撑二氧噻吩或也称为PEDOT。通过将其阻抗降低两个到三个数量级，可以大大提高医疗植入物的性能。

研究人员说，这样做可以提高患者的信号质量和电池寿命。最近，PEDOT聚合物被用于一些新的开发中，包括“智能砖”技术，该技术可以像电池一样存储电荷。

马丁还发现了专门化聚合物的方法，可以将其放入PEDOT的不同官能团中，从而使其效率更高。他决定在乙二氧基噻吩（EDOT）单体中添加羧酸、醛或马来酰亚胺替代品。它为研究人员提供了多种方法来创建具有不同功能的聚合物。研究人员说，将未取代的单体与另一种类型的单体混合会为他们提供一种可以在多个位置附着DNA、抗体和肽的物质。

在另一项研究中，科学家还将把电子设备连接到蝗虫上，从而制造出可以检测和追踪爆炸物的电子蝗虫。

同时，Martin的研究小组制作了一种PEDOT膜，其中含有VEGF（血管内皮生长因子）抗体，旨在刺激受伤后的血管生长。该聚合物可以充当传感器，以检测VEGF的任何过表达，从而在肿瘤和疾病的早期阶段就进行发现。

此外，某些聚合物还具有神经递质，以帮助他们感知或治疗大脑或神经系统疾病。马丁说，有一天这些聚合物可能会用于将AI与人脑融合，并带来更多意想不到的治疗和诊断效果。

翻译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：http://www.sciencetimes.com/articles/26913/20200817/scientists-developed-new-cyborg-technology-monitor-health-tumors.htm