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“人体光纤”体内传输信息可自动降解 将广泛应用医学检查

2017-10-14 02:33
来源: 光行天下

近日,在《Biomaterials》杂志上发表了一篇文章,宾夕法尼亚州立大学材料研究所电气工程师和生物材料工程师合作展示了最新的工作成果,一种柔性、可生物降解的光纤能把光传输到人体内,该实验中使用柠檬酸盐聚合物,为人体内的光线传播创造出一种阶跃折射率光纤。

传统医学检查理论中,一般采用玻璃纤维制的光纤将光输送到体内。然而如果人们一旦使用玻璃光纤深入生物组织,玻璃质脆且不可生物降解。植入体内会破坏和损伤组织。而且对于激光手术、药物活化、光学成像、疾病诊断和光遗传学(把光用于操纵大脑神经元功能的实验领域)等医学检查来说,玻璃制光纤传输信息是不现实的。

此次,宾夕法尼亚州立大学材料研究所电气工程师和生物材料工程师们研发的可降解光纤,它是基于柠檬酸盐的聚合物,是一种天然代谢关键成分。把这种聚合物发展成为生物医学应用的一般平台,如骨固定的生物可降解骨螺钉、组织工程的支架和用于传递时间释放治疗药物的纳米颗粒,这种颗粒为人体内的光线传播创造出一种阶跃折射率光纤,用来实现芯和包层之间的折射率差异的超微调整,促进器官大小级别的光传输和收集。这种光纤将为人体组织检查中信息传递、成像和探测带来新体验。

由于芯和包层具有相同的机械特性,此类光纤可以实现弯曲和拉伸,类似情况在不同材料间也可以发生。并且在完成光信息传递、成像和探测之后,光纤的芯和包层两种材料将以相同的速率在体内生物降解,对人体组织不会造成二次损伤。

该文章的作者表示,这种新型可生物降解、具有生物相容性和低损耗的阶跃折射率光纤还正在实验室阶段,准备进行深入生物组织。成功之后,不但能够完成医学光信息传输、探测和成像,还可以加入治疗性的化学物质、药物或生物分子进行疾病治疗。


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