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为了寻找可以被人体吞咽并且不需要通过手术移除的先进医疗设备,麻省理工学院的科学家们开发了一种新技术,该技术可以通过暴露于某些种类的光来分解它们。该研究可以帮助避免侵入性内窥镜手术的需要,患者仅需吞咽可吸收的LED灯即可将设备分解为生物相容性组件,从而安全排出。

在许多情况下,可能需要将医疗设备插入患者的胃肠道以研究或治疗不同的疾病。例如,减肥气球可以用于治疗肥胖症,方法是通过减少患者胃内空间以抑食欲,然后在进行内窥镜手术六个月或十二个月后将其去除。食道支架是另一个例子,用于抵抗由于癌症或其他疾病引起的食道狭窄。

“我们正在开发一套可以驻留在胃肠道中的系统,作为其中的一部分,我们正在寻求开发不同的方式来触发胃肠道中的设备拆卸,而无需进行大手术。 ”该研究的资深作者Giovanni Traverso说道。

Traverso和他的合作者通过开发一种新型的光敏水凝胶解决了这个问题。该材料的基础是包含化学键的聚合物凝胶,该化学键可以被蓝色至紫外线范围内的光分解。该聚合物与由聚丙烯酰胺成的更强的组分结合在一起,使其更耐用,但仍具有按指令分解光的能力。

研究人员可以对凝胶的组成进行调整,使其具有不同的功能。在其结构中更多地使用光敏聚合物意味着它将更快分解,但机械强度较弱。分解材料所需的时间也可以由光源控,蓝光的工作速度较慢,但比紫外线提供更好的安全性。研究人员测试了水凝胶作为减肥球囊的密封件,该球囊放置在猪胃内并膨胀。然后将少量可吞咽的蓝色LED灯放在胃中六个小时,使气球缓慢放气。研究小组报告说,使用更高功率的LED灯,材料在30分钟内就被分解了。

在另一个实验中,研究小组成功地使用其材料造了食道支架。与肥胖球囊密封一样,其思想是,一旦工具完成工作,它们的损坏就会被光触发,一旦不再需要,它们就可以通过消化道。

Traverso表示:“这项研究是概念证,我们可以创建这种材料,现在我们正在考虑哪种材料最适合。”

该研究发表在《科学进展》杂志上。

相关:https://advances.sciencemag.org/content/6/3/eaay0065.abstract 

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