左边的压电晶片显示了赖氨酸中间层的晶体结构
在右边，晶片容易弯曲以获得生物相容性，并诱导赖氨酸晶体产生电输出
刻度是厘米
学分:王旭东，威斯康星大学麦迪逊分校 生物工程师已经开发出生物相容的发生器，当受到身体运动的压迫时会产生电脉冲
这种发电机由自组装的“压电晶片”组成，可以快速、廉价地制造出来，广泛应用于肌肉驱动的机电疗法
压电材料如陶瓷和晶体具有响应机械应力产生电荷的特殊性质
它们用于许多设备，包括超声波换能器、振动传感器和手机
在医学上，使用压电装置的电刺激已被证明有利于加速伤口和骨折的愈合，维持中风患者的肌肉张力，并减少慢性疼痛
然而，缺乏生物相容性——导致僵硬和毒性——阻碍了该领域的进展
现在威斯康星大学材料科学与工程系的生物工程学家已经开发出了可植入的压电治疗设备
这种薄而柔韧的装置利用了这样一个事实，即非刚性、无毒的生物材料，如丝、胶原蛋白和氨基酸，也具有压电特性
该团队由王旭东博士领导
D
材料科学与工程教授，创造了一种使用氨基酸赖氨酸作为压电发生器的小片状结构的自组装方法
自组装过程结合了生物相容性聚合物壳，当聚合物/赖氨酸溶液蒸发时，该壳包围赖氨酸
赖氨酸内层和聚合物涂层之间的化学相互作用对于将赖氨酸定向到晶体结构中是至关重要的，该晶体结构在弯曲时产生电流是必需的
支持这项研究的美国国家生物医学成像和生物工程研究所发现科学和技术部门主任大卫·兰普拉解释说:“这项工作是利用材料的化学特性制造自组装产品的杰出例子。”
所使用的工艺快速且廉价，使得生产这种用于治疗的晶片变得可行
这些薄饼是可生物降解的，这为创造电疗开辟了可能性，例如，电疗可以用来加速受伤骨骼或肌肉的愈合，然后降解并从体内消失
" 该团队对压电晶片的特性进行了多次测试
将薄饼放入大鼠的腿部和胸部
腿部运动和胸部运动压缩压电晶片，足以产生电输出
在移植的晶片溶解在大鼠体内后进行的血液测试显示血细胞和其他代谢物的正常水平，表明溶解的装置没有有害影响
王强调了团队优雅工作的简单性，可以将肌肉运动转化为潜在的改变游戏规则的治疗方法
“我们相信这项技术开启了大量的可能性，包括实时传感、加速伤口和其他类型损伤的愈合，以及治疗疼痛和其他神经障碍的电刺激
重要的是，我们的快速自我组装技术大大降低了这种设备的成本，这有可能极大地扩大这种非常有前途的医疗干预形式的使用
" 研究结果发表在《科学》杂志上
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
