【《Science Advances》, 2025年5月9日】Science Advances刊登了来自亚利桑那大学的研究人员的一项研究成果《Continuous operation of battery-free implants enables advanced fracture recovery monitoring》。该研究开发出的一套精密系统,直面植入性设备的供电难题,实现了微型无电池植入物的连续运行,这些植入物可以直接植入骨骼表面。
这项创新的核心在于一个巧妙的两部分系统,它避免了在植入物内部安装电池的需求。第一个组成部分是一种柔性的可穿戴设备,被称为“生物共生枢纽”(Biosymbiotic Hub, BH),就像一个嵌有电子元件的轻巧网状袖套,可以舒适地佩戴在四肢上。这个枢纽扮演着关键的中间角色,它利用近场通信 (NFC) 技术,为深层植入的传感器无线供电并与之交换数据。从植入物收集的数据,则通过低功耗蓝牙 (BLE) 由枢纽向外传输。系统的第二个组成部分是植入物本身:“骨表面电子器件”(Osseosurface Electronics),这是一种薄而柔韧的器件,用于在标准外科手术(如骨折修复)中直接植入骨骼表面,它们包含高分辨率的应变计和温度传感器,但完全没有电池。其极小的尺寸和柔韧性最大限度地减少了组织刺激,并能贴合骨骼的曲面,特殊的涂层有助于它们随时间推移与骨骼直接整合,形成长期的稳定界面。
(南阳理工学院电子信息学科研究院马聪聪编译)
