电子植入物可以提供电脉冲、刺激神经，为人们治疗疾病提供新思路。 然而，许多电子植入物存在被人体排斥的问题，引起炎症等免疫反应，甚至影响疾病的治疗效果。 聚合物水凝胶因其无毒和亲和特性而受到越来越多研究电子植入物的科学家的青睐。
文字| 文静
随着医学和其他领域技术的发展，许多过去无法克服的疾病和残疾有了治愈的希望。 而且，由于生活水平的提高，我们的预期寿命普遍增加，因此就会出现人类在过去的发展阶段中从未面临过的问题——衰老。 我们不仅要面对老龄化带来的新问题，还要满足现代人对生活质量的追求，确保每个人都拥有高品质的老年生活。 个性化医疗或许可以解决这些问题。
电子植入物作为一种生物电子器件，其发展融合了多项技术，具有特定的特点，符合个性化医疗的发展趋势。
改进的电子植入物需要无金属电极材料
电子植入物的使用变得越来越广泛。 例如，为了消除心脏手术和脑部手术的负面影响，需要在心脏和大脑中植入电子装置，可以为心脏和大脑提供持续的电刺激； 在大脑的特定位置植入电子设备可以帮助盲人恢复视力，或者帮助帕金森病患者恢复活动能力； 电子设备嵌入锁骨下方并与迷走神经相连，可用于治疗更难治的癫痫和抑郁症，并减缓病情。 类风湿性关节炎和克罗恩病的症状； 为了研究人体各部分的运行机制，科学家还将在志愿者体内植入传感器或控制器，收集电流、压力、脉搏等数据，用于生理和病理目的研发人工智能。
但电子植入物中使用的材料通常会排斥身体，导致并发症或炎症。 高分子材料对人体友好，但大多数高分子材料不导电。 直到 20 世纪 70 年代，科学家们才发现一些聚合物材料可以导电。 金属导电，广泛应用于电子设备中。 一些科学家尝试在电子植入物中使用聚合物材料作为电极材料来替代金属。
目前，许多现有的导电聚合物水凝胶不适合一些先进的制造技术，例如3D打印。 由于生物个体之间普遍存在差异，为了满足用户的个性化需求，生物电子设备对特异性有更高的要求（比如我们都知道正畸价格昂贵，牙套、牙套等需要定制，并且还要根据使用者牙齿的变化定期调整牙套或牙套），这些无法3D打印的材料不适合制造生物电子设备。
可紧密结合，可无损伤分离
近日，美国麻省理工学院（MIT）赵宣和团队在《自然材料》（ ）上发表文章，报道了一种高性能导电聚合物水凝胶——BC-CPH（bi-，即双连续导电聚合物）水凝胶）。 该材料具有优异的导电性（超过11S/cm）、拉伸性（超过400%）和断裂韧性（超过3300J/m2）。
在这项研究中，科学家们发现BC-CPH材料的粘度可以通过调节溶剂含量来控制。 因此，BC-CPH材料可应用于多种制造方法：低粘度BC-CPH材料可用于多种制造方法，包括旋涂和静电纺丝； 而高粘度BC-CPH材料可用作可成型和可印刷的材料，显示出良好的流变性能，允许通过基于软光刻的微成型技术以及3D打印来制造BC-CPH微结构。
根据这一特点，科学家采用低含水量PU作为封装层、BC-CPH作为电功能层、粘合性水凝胶作为粘结层进行多材料3D打印，得到的全水凝胶生物电子界面可以与目标组织发生快速、稳健和无缝的集成。 然而，如果要去除电子植入物，只需使用特定的分离溶液即可将生物电子界面与目标组织分离，而不会造成组织损伤。
此外，全水凝胶生物电子界面还具有良好的循环特性（单电极阻抗可长期保持稳定，可承受10000次拉伸应变），可为机体提供长期的电生理效应。
科学家们表示，这种高性能导电聚合物水凝胶材料为机器和生物系统之间提供了更好的电接口，未来将在组织工程和再生医学方面有更广泛的应用。
参考：
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