電子產品與人體相融合——活生物電子集成原型創建

晶圓般薄的貼片包含柔性電子電路、由木薯淀粉和明膠制成的凝膠以及有助于治療皮膚病的友好細菌。圖片來源：JIUYUN SHI、田博之/芝加哥大學

多年來，科學家一直在探索如何更好地將電子產品（剛性、金屬、笨重）與人體（柔軟、靈活、精致）相融合。在一項最新研究中，他們創造出了一種活生物電子集成原型：活細胞、凝膠和電子設備的組合，這一原型還可與活組織整合。研究成果發表在最新一期《科學》雜志上。

美國芝加哥大學田博之實驗室致力于揭示活細胞和組織如何與合成材料相互作用的基本原理。他們之前曾開發了一種微型起搏器，能用特殊材料進行控制，這些材料構成了骨植入物的基礎。現在，他們開辟出一種全新結合方法。

一般來講，生物電子設備都是由電子產品本身和一層柔軟層組成。此次研究團隊決定集成第三個組件——活細胞。他們對某些細菌的愈合特性很感興趣，例如表皮鏈球菌，這是一種天然生活在人體皮膚上的微生物，已被證明可減少炎癥。

團隊創建了一個由3個組件組成的設備：框架是帶有傳感器的薄而靈活的電子電路；它上面覆蓋著由木薯淀粉和明膠制成的凝膠；最后，將表皮鏈球菌塞入凝膠中。

當設備放置在皮膚上時，細菌會分泌出減少炎癥的化合物，傳感器則會監測皮膚溫度和濕度等信號。小鼠測試顯示，該設備可持續監測和改善牛皮癬樣癥狀，卻完全不會刺激皮膚。實驗中小鼠皮膚炎癥顯著減輕。

初步測試持續了一周，研究人員希望該設備可使用半年或更長時間。為方便治療，該設備還可冷凍干燥儲存，并在需要時補充水分。

除了治療皮膚病外，研究人員還設想將該設備用于加速傷口愈合，并將這一原型擴展到其他組織類型和細胞類型。