生物可吸收时代到来：研究人员为心脏病患者开发出柔性生物可吸收监测器

研究人员开发出了一种用于监测心脏病和功能障碍的柔软、完全生物可吸收的透明微电极阵列（MEA）

陈志远（美国华盛顿特区乔治华盛顿大学）及其同事概述了该装置的设计、制造、表征和验证，并指出他们的设计可作为心肌梗塞（MI）、缺血和经导管主动脉瓣植入术（TAVI）等临床场景中手术后监测和治疗临时患者病理状况的技术基础。

"这项研究的共同负责人、实验心脏病专家Igor Efimov（美国西北大学埃文斯顿分校）说："心脏手术或导管疗法后可能会出现几种严重的并发症，包括心房颤动和心脏传导阻滞。"目前手术后监测和治疗这些并发症需要比现有技术更先进的技术。我们希望我们的新设备能弥补这一技术空白。我们的瞬态电子装置可以绘制心房多个位置的电活动图，然后从多个位置发出电刺激，在心房颤动开始时立即停止它。

该装置由美国食品和药物管理局（FDA）批准的生物可吸收性和生物相容性材料组成，这些材料会溶解在体内。Science Advances》论文概述了该装置的关键部件，包括透明柔性聚乳酸-共聚乙醇酸（PLGA）基底、电子束光刻（EBL）图案化的透明钼（Mo）纳米网格、光刻确定的互连层和软光刻确定的透明PLGA封装层。

作者说，对大鼠和人类心脏进行的研究证明了该装置的功能，包括对心脏节律、生物电位、氧饱和度、代谢状态、钙平衡、激活传播模式以及心肌传导和收缩等关键心脏生理参数进行共聚焦多参数时空电/光绘图。

这项工作建立在Efimov先前开发心脏植入物的研究基础之上，该植入物可监测心脏并临时调整心脏节律。2021年，Efimov和John A Rogers（美国西北大学，埃文斯顿）推出了一种瞬时起搏器，论文发表在《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）上。2023年初，Efimov的团队推出了一种用于治疗心律失常的石墨烯 "纹身"，其详细信息发表在《先进材料》上。

"Efimov说："心脏手术后，外科医生有时会插入与外部电流发生器相连的临时导线，以便在手术引起的暂时性心脏传导阻滞期间提供电刺激。Efimov说："我们开发了一种生物可吸收起搏器来替代这种导线。术后心房颤动需要一种基于多电极阵列的更复杂的方法来感知和阻止心房颤动。现在，我们提出了一种新技术来实现这一目标。

在临床相关的一段时间后，该装置会溶解成良性产品。与可吸收缝合线类似，该装置会降解，然后通过人体的自然生物过程完全消失。研究人员表示，该装置的生物可吸收性可避免手术摘除并发症，降低感染风险，从而降低医疗成本，改善患者预后。

"与Efimov共同领导这项研究的Luyao Lu（美国华盛顿特区乔治华盛顿大学）补充说："如果医生能有更好的工具在心脏手术或心脏病发作后的数周和数月内对病人进行监测和治疗，那么许多心脏手术或心脏病发作后的死亡是可以避免的。"我们工作中开发的工具在解决许多基础和转化心脏研究计划中尚未满足的需求方面具有巨大潜力"。