要闻：活体组织中首次生长出电极，为未来神经系统疾病治疗奠定基础|总编辑圈点

• 2023-02-24 06:09:47 来源：科技日报

在微制造电路上测试的可注射凝胶。图片来源：托尔·巴克希德

【资料图】

科技日报记者 张梦然

生物和技术之间的界限正在变得模糊。瑞典林雪平大学、隆德大学和哥德堡大学研究人员利用人体分子作为触发器，首次成功地在活体组织中培育出电极。发表在最新一期《科学》杂志上的该研究结果，为在生物体中形成完全集成的电子电路铺平了道路。

将电子设备与生物组织联系起来，对于了解复杂生物功能、对抗大脑疾病以及开发未来的人机界面非常重要。然而，与半导体工业并行发展的传统生物电子学具有固定和静态的设计，很难与活的生物信号系统相结合。

为弥合生物和技术之间的差距，研究人员最新开发了一种在活组织中制造柔软、无底物、导电材料的方法。通过注入以酶作为“组装分子”的凝胶，研究人员能够在斑马鱼和药用水蛭的组织中让电极生长。

研究人员称，与身体物质的接触会改变凝胶的结构并使其具有导电性，而其在注射前是不导电的。根据组织的不同，还可调整凝胶的成分更改导电过程。

身体的内源性分子足以触发电极的形成，不需要基因改造或光电外部信号，这项最新研究为生物电子学的新范式铺平了道路。以前需要植入物体才能在体内启动电子过程，未来注入黏性凝胶就足够了。

研究表明，该方法可将导电材料定位到特定的生物亚结构，从而为神经刺激创造合适的界面。从长远来看，在生物体中制造完全集成的电子电路也是可能的。

在隆德大学进行的实验中，研究团队已成功地在斑马鱼的大脑、心脏和尾鳍以及药用水蛭的神经组织周围形成了电极。这些动物没有受到注射凝胶的伤害，也没有受到电极形成的影响。

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生物体内的电极能以最直接的方式获取各种生理数据，哪怕是最难探测的神经电信号。以往的植入物，不但需要帮助启动其电子过程，还必须兼具优良的导电性和极高的生物相容性，否则其带来的弊可能远大于利。本文的研究直接摒弃“植入”这个动作，而是“注入”一点黏胶，再利用生物体的天然性让电极“长出来”。如果后续在人体内也被证明是安全的，其无疑将成为未来健康监测及医学诊断最强有力的工具之一。

标签： 神经系统疾病

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