电极在活鱼体内自行形成

在活斑马鱼身上测试的可注射凝胶可以利用动物的内部化学物质转化为导电聚合物。

该发现于2月23日报道科学¹，可能会导致电子设备的发展，可以植入身体组织，如大脑，而不会造成伤害。

当凝胶与接受者自身的代谢物(由身体过程产生的化学物质)混合后，链式反应将其转变为固体但有弹性的材料。

“我们正在用这些材料进行大量实验，在细胞周围生长电极和电子设备，”研究合著者、瑞典Linköping大学的材料科学家马格努斯·伯格伦说。他补充说，这项工作最终可能会改善深部脑刺激技术，或者帮助受损神经再生。

内部电子

可以植入体内的电子设备或电路在医学和研究中有许多潜在的应用，比如帮助大脑与假肢交流，甚至增强记忆。但传统的电子材料会导致炎症或疤痕，它们经常在活组织内恶化，最终停止工作。

这种读脑设备可以帮助瘫痪的人移动、说话和触摸

Berggren说，尽管在开发柔软、灵活的电极方面已经取得了进展，但很难以非侵入性的方式将它们放入体内。他说，例如，如果你想把什么东西插入大脑深处，“你基本上可以让它一直切下去”。

伯格伦的团队希望创造一种导电的材料，但长期稳定，无毒，并具有允许注射的一致性。

他们开发的混合物含有导电聚合物的化学成分，以及酶。当注入活体组织时，凝胶与常见的代谢物葡萄糖和乳酸发生反应，这使得凝胶聚合成一种更坚固的——尽管仍然是柔软的——材料。研究人员与瑞典隆德大学化学生物学家罗杰·奥尔森领导的小组合作，使用这种方法在活斑马鱼的鳍和大脑内产生聚合物“电极”。鲐鱼类)．他们还在水蛭的神经组织以及鸡、猪和牛的肌肉组织中使用了它。

纽约曼哈塞特Feinstein医学研究所的电气工程师Timir Datta-Chaudhuri说，由于这种材料在进入人体之前不会聚合，而且“柔韧、柔软、生物相容性好”，它消除了典型电极材料和活体组织之间的机械差异，这些差异使得一些医用植入物具有侵入性。

替代方法

利用活体组织的化学性质在体内制造导电材料的想法并不新鲜。2020年，研究人员报告了一种能在线虫的转基因神经元中表达的酶秀丽隐杆线虫．这导致细胞产生导电聚合物²．

用电子鼻恢复气味

沙特阿拉伯图瓦尔阿卜杜拉国王科技大学的生物工程师Sahika Inal说，这种方法不能用于人类。对她来说，这项最新研究的价值在于，凝胶可以与人体自然产生的物质发生反应，而且不需要对生物体进行基因改造。“我认为这项技术提供了另一种思维方式。与其改变同一个设备的软件，我们为什么不完全摆脱那个设备，把它放在细胞里呢?”

在这种可注射物质进行人体试验之前，仍有许多障碍需要克服。例如，尽管聚合物具有很高的导电性，但目前还没有办法通过将其连接到外部电源来使其发挥作用。

研究人员还需要做更多的测试来确定这种方法是安全的。在将这种溶液注入斑马鱼的大脑后，他们没有观察到斑马鱼有任何不寻常的行为，但他们在手术后只对动物进行了三天的监测。“他们需要观察长期的慢性反应，”Inal说。