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  非藥理性刺激干預已被公認為一種用于組織再生修復、神經調控的有效療法。然而，設備操作和刺激實施的復雜性限制了干預器件在康復過程中的廣泛應用。此外，針對植入式組織修復電子器件，電源形式和修復完成后器件去除引入的二次手術風險仍是目前亟需解決的難題。

  電子科技大學材料與能源學院林媛教授課題組姚光聯合威斯康星大學麥迪遜分校王旭東(Xudong Wang)教授與蔡偉波(Weibo Cai)教授課題組提出了一種可植入和生物可吸收骨折電刺激器件，柔性器件可由運動驅動產生電脈沖，可直接向骨折處施加電刺激。在大鼠骨折模型上進行了器件功能驗證，實驗組在6周內實現了有效的骨折愈合，而對照組在10周時還未達到相同的愈合效果。器件能激活相關生長因子調節骨微環境，促進骨形成和骨重塑。干預修復的骨密度和抗折強度分別比對照組提高27%和83%，具有統計學意義。這項工作提出了一種用于生物反饋骨折愈合的自供電可植入電刺激器件，并且在完成生物醫學干預后不需要手術移除。

圖1. A.器件結構示意圖，B.柔性器件的原始、彎曲和扭曲圖，C.器件降解圖

圖2. A.刺激干預骨愈合過程，B.免疫組化表征，C.免疫熒光表征

  器件具有優異的生物相容性和生物安全性。在6周的植入過程中顯示良好的性能穩定性。之后，該器件可以逐漸降解并在植入環境中被吸收，而無需進行侵入性手術切除。這種出色的骨折治療效果歸因于刺激干預能提升成骨細胞增殖，且增強VEGF 和 FGF1 的分泌可以加速營養供應和代謝運輸的血管化，而更多的 TGF-β 和 BMP2 導致細胞分化、骨形成和礦化，它們共同作用促進了骨骼的快速再生，并協同提高了骨礦物質密度和骨強度。

圖3. 面向不同應用場景的柔性生物電子器件

  在前期工作中，電子科技大學柔性電子團隊姚光和威斯康星大學麥迪遜分校課題組聯合制備了穿戴式毛發再生器件和植入式神經調控減肥器件，實現了不同應用場景下的器件有效驗證。以上相關成果分別發表在PNAS, 118, e2100772118 (2021)，Nature Communications 9, 5349 (2018)、ACS Nano, 13, 12345 (2019)。論文的第一/通訊作者為電子科技大學材料與能源學院姚光，共同通訊作者為電子科技大學林媛教授、威斯康星大學麥迪遜分校王旭東(Xudong Wang)教授與蔡偉波(Weibo Cai)教授。目前，針對日益增長的生命健康需求和醫療產業升級對關鍵創新技術的迫切需要，面向不同醫療應用場景，團隊正在為高性能柔性穿戴/植入生物診療電子器件提供更多可行性思路。

  相關論文鏈接：

  https://www.pnas.org/content/118/28/e2100772118.short

  https://www.nature.com/articles/s41467-018-07764-z

  https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b03912

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352847819302242

  課題組及招聘鏈接

  https://materials.uestc.edu.cn/kxyj/kytd/rxwjbmdzqjtd.htm

  http://muchong.com/t-14852721-1