南洋理工大学的陈晓东教授和高华健教授带领的国际团队，与中国科学院的刘志远教授和南京医科大学的胡本慧教授合作，成功开发出一种模仿蜘蛛丝特性的柔性电极，并于12月在《自然》杂志发表。这种电极可包裹组织，提供电刺激和记录信号，潜在用途包括监测心跳、神经修复和伤口愈合等，对于下一代生物医学设备有着重要影响。接下来，让我们一起了解这项令人振奋的研究！
蜘蛛丝革新生物医学技术
南洋理工大学的陈晓东教授和高华健教授带领的国际团队，与中国科学院和南京医科大学的专家合作，开发了一种创新的柔性电极。目前，这一成果已于2023年12月在《自然》杂志发表。
这种电极的设计灵感来自蜘蛛丝，这种独特的电极可以紧密地贴合肌肉、神经和心脏，提供电刺激或记录电活动。
其最大的创新在于能够在潮湿条件下自动收缩，同时对细胞无毒，使其在传递电脉冲和记录来自生物组织的电信号方面，比传统可拉伸金电极更为高效和灵敏。
创新背后的新加坡团队。从左至右：来自科学、技术与研究局高性能计算研究所的研究员Zou Guijin博士；南洋理工大学机械与航空航天工程学院的高华健教授；南洋理工大学材料科学与工程学院的陈晓东教授；以及南洋理工大学材料科学与工程学院及数字分子分析与科学研究所的研究员Yi Junqi博士。
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提升性能与生物相容性
蜘蛛丝电极的高导电性和灵活性使其在各种生物医学设备中具有广泛的应用潜力，如植入式传感器和假肢。
研究人员利用蜘蛛丝蛋白质开发了这种新型电极，其在生物医学应用中展现出极大的潜力。
目前，研究团队正致力于提高电极的长期稳定性，并优化其性能，以适应未来临床试验的需求。
制备可收缩材料：将混合物倾倒并干燥以形成薄膜。
然后，反复拉伸薄膜。
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柔性、无毒电极的开发
这项技术使得电极可以安装在人体皮肤和器官等弯曲表面上，为医疗监测和治疗提供了新的可能性。这种无毒且灵敏度更高的电极能够有效检测如大鼠心律异常等微弱电信号。
《自然》杂志上的报道显示，这项创新技术有望塑造下一代医疗设备，用于监测心律不齐、修复神经、促进伤口愈合和减少疤痕。
材料中的 PEO 晶体结构在与水接触时破裂，
导致薄膜变软并收缩。
来源：Nature
生物医学设备的进步
蜘蛛丝电极的出现标志着生物医学设备领域的一个重大进步。它集强度、弹性和生物相容性于一身，对未来的生物医学设备具有重要意义。这一发展为高级生物医学设备提供了新的可能性，预示著行业的重大飞跃。
此外，研究人员还在探索利用基因工程生物分子对抗金属腐蚀的仿生策略，这不仅有助于防止腐蚀，还能减少温室气体排放，促进可持续生物经济的发展。
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总之，蜘蛛丝电极的出现代表了生物医学设备领域的重大飞跃。它的独特属性及生物相容性为医疗技术的发展开辟了新的可能。
随着研究人员不断探索和完善这项技术，我们有望看到下一代生物医学设备取得令人兴奋的进步！
参考论文：
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06732-y
