新型无线电设备：植入人体疗伤并自行消失

    远程控制的电子设备被置于伤口中，一经启动就开始放热杀菌——这是一种新的热疗法，能够对付抗药性极强的细菌。完成杀菌任务后，电子加热设备自行溶解，其中与生物相容的成分会成为患者体内的一部分，并帮助其康复。

    眼下，这一设想尚未成为现实，不过离成功也不远了。材料科学领域的国际领先学术杂志《先进材料》近日报道称，除了可溶解的电子设备，科学家还成功开发出一种可生物降解、远程控制的能量收获电路，已开始在啮齿类动物身上进行测试。

    这种与生物相容且能被远程控制的电路，是可溶解电子设备迈向“电子治疗师”的重要一步——在充当医生角色后自行消失。专家预测，一旦实验成功，该技术的治疗领域可能会包括刺激神经和骨骼的生长、帮助伤口愈合，以及为患者提供药物或作为抗生素使用。

    “理想情形是，治疗设备在完成使命后就自己消失。”美国伊利诺伊大学机械工程师约翰·罗杰斯说。罗杰斯在该领域钻研已久，去年，他介绍了一种能完全溶解在水中的水溶性硅基电路。今年早些时候，他的团队又开发了一款可以植入大脑的微型LED灯。

    远程控制电路被设计在极细的丝上，能对无线电频率作出响应。研发团队用同时具有水溶性和生物相容性的材料制作了电容、电感和电阻：硅纳米薄膜为半导体；镁，一直在生物系统中发挥重要作用；二氧化硅或氧化镁是绝缘体的理想材料；细丝则成为电路基板。

    该系统的天线——用来接收无线信号，获得动力以启动设备的重要组成部分——是以分层镁丝制成的。这款表层为500纳米厚度的超薄型镁天线，能在室温下，于两小时内完全溶解在去离子水中。另一款3000纳米厚度的镁天线，则需要几天才能溶解。

    为了演示设备功能，罗杰斯和同事制造了一款能量收获电路，将用镁层丝制成的天线连接到LED灯上。当他们打开约1.8米外的无线电发射机，电路将接收到的无线电波中的15%转换成了电能，灯开始忽明忽暗。接着，电路被放进去离子水中，溶解不见了。

    “这是一次很有意义的演示，是迈向成功制作生物降解电子设备的重要一步。”美国卡内基梅隆大学的聚合物工程师克里斯托弗·贝廷格评价道。他还注意到，将无线电作为动力源，意味着要将设备植入人体内就需要更大的天线。“我认为动力来源将是研发生物可降解电子设备面临的最大问题。”

    罗杰斯的团队已经在约100只实验鼠的皮下植入了这种暂时性的电子设备。科学家们通过红外线摄像机监测电子设备的运作，在一切正常的情况下，植入区域周围的温度会提高几度。罗杰斯表示，目前在整个手术和后期吸收过程中，实验鼠“都没有出现发炎、纤维化或任何其他任何形式的不良反应”。

    美国《连线》杂志