深圳先进院等发表形状适应生物器件在穿戴与植入领域应用研究进展综述

近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控中心杜学敏研究员团队与香港大学Anderson Ho Cheung Shum教授合作以Shape-adaptable biodevices for wearable and implantable applications为题，在国际高水平期刊Lab on a Chip（影响因子：6.77）上发表形状适应生物器件研究进展综述，并被选为当期的封面。该综述总结了可主动适配人体组织复杂曲率表面的形状适应生物器件的研究进展，详细介绍了形状适应生物器件的设计策略、控制方法及器件在智能织物、伤口护理、健康监测、药物递送、组织再生、神经刺激、活检采样、微创手术等穿戴和植入领域的创新应用，并对形状适应生物器件的现存挑战和未来发展方向进行了总结和展望（Lab on a Chip, 2020, 20, 4321-4341.)。 

　　穿戴式和植入式生物器件的快速发展为疾病诊疗带来了诸多革命性的进步。然而，通常呈平面或简单弯曲形态的穿戴式和植入式生物器件与具有复杂曲率的人体组织普遍存在形态错配的问题，这极大影响了器件的性能和诊疗效果。近年来，基于可按需形变材料构建的生物器件能够主动适应具有复杂曲率的不同人体组织表面，在显著改善了穿戴式和植入式生物器件与人体组织的形态错配问题的同时，还具备适用于微创植入的功能，这大大增强了生物器件在不同疾病诊疗领域的应用前景。 

　　在前期研究工作中，杜学敏研究团队在形状适应生物器件的构建和形状调控策略（Adv. Mater. 2017, 29, 1702231; Research, 2019, 2019, 6398296; Adv. Funct. Mater., 2020, 30, 1909202）及形状适应生物器件在穿戴（J. Mater. Chem. B, 2020, 8, 3519; Matter, 2019, 1, 626; Materials Horizons, 2020, 7, 1341）和植入（Natl. Sci. Rev., 2020, 7, 629; Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1801027; Adv. Mater. Technol., 2019, 4, 1900566; Adv. Mater. Technol., 2017, 2, 1700120; Microsystems & Nanoengineering, 2020, 6, 58）领域的创新应用等方面取得了重要进展。本综述围绕以上研究以及该领域代表性工作，对面向疾病诊疗的形状适应生物器件近年来的快速发展进行了系统总结；与此同时，还对目前形状适应生物器件在生理环境响应灵敏度、形状调控精准性和可靠性等方面的现存挑战进行了讨论；并就未来构建具有感知复杂生理环境能力、可实现从主动形状适应到主动功能适应的下一代智能生物器件进行了展望。 　  

　　论文作者为赵启龙副研究员，通讯作者为杜学敏研究员和Anderson Ho Cheung Shum教授。该系列研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、广东省、深圳市等科技项目资助。 

　 论文链接 

形状适应生物器件：在穿戴和植入领域的应用