根據目前的醫療手段,各種醫療設備通過插入胃腸道,以治療、診斷或監測胃腸道疾病。在完成工作後,許多設備必須通過內窺鏡手術切除。但是,麻省理工學院的工程師現在設計出了一種方法,當這些設備暴露於LED的光時,觸發它們在體內分解。
新方法基於研究人員設計的光敏水凝膠。研究人員說,將這種材料整合到醫療設備中可以避免內窺鏡手術,並且當醫生不再需要或無法正常使用它們時,可以為醫生提供一種更快,更輕鬆的方法來移除。
“我們正在開發一套可以駐留在胃腸道中的係統,作為其中的一部分,我們正在尋求開發不同的方式來觸發胃腸道中的設備拆卸,而無需進行大手術。 ”,機械工程助理教授,布萊根婦女醫院的腸胃病學家,研究的高級作者Giovanni Traverso說。
在對豬的一項研究中,研究人員表明,用這種光敏水凝膠製成的設備在暴露於小型LED的藍色或紫外光後會被觸發分解。
在這項研究中,研究人員探索了一種基於光的觸發器,他們認為與以前的方法相比,它可以提供一些優勢。一個潛在的優勢是,光可以在一定距離外起作用,並且不需要與被分解的材料直接接觸。同樣,光通常不會穿透胃腸道,因此不會隨機觸發。
為了創造這種新材料,作者設計了一種光敏水凝膠。這種聚合物凝膠包含一個化學鍵,當暴露在405到365nm(藍色至紫外線)的波長範圍內時光照時,化學鍵會斷裂。
之後,可以通過改變凝膠的組成來調整材料的性能。當光敏連接劑占材料的比例更高時,它對光的響應會更快分解,但機械強度也較弱。研究人員還可以通過使用不同波長的光來控製分解材料所需的時間。其中,藍光的工作速度較慢,但對敏感於紫外線損害的細胞造成的風險較小。
凝膠及其分解產物具有生物相容性,並且可以輕鬆地將其製成各種形狀。在這項研究中,研究人員用它來證明兩種可能的應用:減肥球和食管支架。研究人員說,除了這兩種應用之外,這種方法還可以用於製造其他種類的可降解設備,例如用於將藥物輸送到胃腸道的工具。