研究人员开发了一种他们称之为“活生物电子”的原型：一种能够与活体组织融合的活细胞、凝胶和电子的组合。对小鼠的实验表明这些设备能够持续监测和改善类银屑病症状，而不会引起任何皮肤刺激。
博志·田教授及其团队多年来一直在努力 figuring out 如何将刚性、金属、笨重的电子世界与柔软、灵活和细腻的身体世界结合在一起。
在他们最近的研究中，他们开发了一种被称为“活生物电子”的原型：一种能够与活体组织整合的活细胞、凝胶和电子的组合。
该研究集中在开发结合活细胞、凝胶和电子的贴片，以便与活体组织整合。这些贴片由传感器、细菌细胞以及由淀粉和明胶制成的凝胶组成。对小鼠的测试表明，这些设备能够持续监测和改善类银屑病症状，而不会引起皮肤刺激。
据论著的共同第一作者、田教授实验室的前博士生（现为斯坦福大学）的石九韵称：“这是传统生物电子学的一座桥梁，它将活细胞作为治疗的一部分。”田教授对这项研究表示兴奋，他指出：“我们非常激动，因为这项研究已经进行了十年半。”研究人员希望研究中发现的原理能够应用于身体的其他区域，例如心脏或神经刺激。该研究于5月30日发表在《科学》上。
额外的一层
将电子与人体连接一直是一个挑战。虽然像心脏起搏器这样的设备大大改善了许多人的生活，但它们也有缺点；电子设备通常体积庞大且刚性，可能导致刺激。
然而，田教授的实验室专注于揭示活细胞和组织与合成材料相互作用的基本原理；他们之前的研究涉及多种调查。
一个可以使用光控制的小型心脏起搏器，以及一种可以用于骨植入的坚固而灵活的材料。
在这项研究中，他们采取了不同的方法。通常生物电子设备本身包括电子元件以及一层软材料，以减少对身体的刺激。
然而，田教授的团队想知道是否可以通过整合一个第三个组成部分来提升其能力：活细胞。团队对某些细菌（如表皮葡萄球菌）的治疗特性感到着迷，这是一种自然存在于人类皮肤上的微生物，已被证明具有减少炎症的作用。
他们开发了一种独特设计的设备，使他们能够结合电子、软材料和活细胞。
该设备由三种组件构成：一条薄而灵活的电子电路，配备传感器，上面覆盖有由木薯淀粉和明胶制成的凝胶，模拟组织的柔软性。此外，表皮葡萄球菌微生物被包含在凝胶中。当设备放置在皮肤上时，细菌产生能够降低炎症的化合物，而传感器则监测皮肤的温度和湿度等信号。在对易患类银屑病皮肤病的小鼠进行的测试中，症状明显减少。初步测试持续了一周。研究人员乐观地认为，ABLE平台，或称为主动生物集成活生物电子，能够至少使用六个月。他们建议通过冻干设备进行存储，并在需要时轻松再水合，从而使治疗更加方便。
由于治愈效果由微生物提供，论文的另一位共同第一作者、田教授实验室的在读博士生金世贤将其比作一种“不需要补充的活药物”。
除了治疗银屑病外，科学家们认为这项技术还可以用于加速糖尿病患者伤口愈合的贴片。研究人员旨在将他们的方法扩展到其他类型的组织和细胞，例如创建能够产生胰岛素或与神经元相互作用的设备。这是田博士长期以来的目标，他自十五年前的博士后研究期间就一直在研究这个概念。他解释道：“我们在理解细胞如何与材料相互作用以及水凝胶的化学和物理特性方面取得了显著进展，这使我们能够实现这一飞跃。”看到这个想法变为现实对团队来说是极其有意义的。芝加哥大学的研究人员与来自拉德格斯大学和哥伦比亚大学的科学家们利用芝加哥大学的软物质表征设施和普利兹克纳米制造设施进行研究。他们还与波尔斯基创业与创新中心合作，将他们的技术推向商业市场。“我一直以来的热情都是推动科学可能性的边界，”石说道。“我希望我们的工作能激励下一代电子设计。”石对使该项目成为可能的支持和资源表示感谢。
