电子植入物被归类为一组可植入的医疗设备，用于治疗或监测各种健康状况。它们包括心脏调节器和人工耳蜗等助听器设备，还有其他先进技术和可辅助的治疗方法。

然而，目前的电子植入技术通常由金属制成，可能存在笨重、坚硬的问题，这可能导致不适感和引起他人的注意。此外，随着时间的推移，金属会加重组织，导致疤痕和炎症，进而降低植入物的性能。

因此，开发新材料和新工艺来制造对用户更加舒适和安全的植入式设备已成为该领域的当务之急。最近，麻省理工学院的研究人员开发出一种新型的果冻状导电聚合物水凝胶，可用于替代植入式医疗设备中的金属材料。

“我们相信，我们首次拥有了一种坚韧、坚固且类似果冻的电极，它有可能取代金属，用于刺激神经并与心脏、大脑和身体的其他器官进行连接。”麻省理工学院机械工程与土木与环境工程赵选贺教授表示。

高性能果冻电导率

金属一直是植入式设备的传统首选材料，因为它们具有导电性，并且需要传输电信号以支持重要器官（例如心脏）或提供有关患者健康状况的准确信息。

然而，最新研发的果冻状聚合物水凝胶具备高性能导电特性，并已证明在坚固和柔软方面与生物组织相媲美。此外，在他们发表在《自然材料》杂志上的研究中，该团队声称这种材料可以制成可印刷油墨，用于3D打印技术，同时保持其关键特性。

“这种材料像金属电极一样工作，但它是由与我们的身体相似的凝胶制成的，并且具有相似的含水量……它就像人造组织或神经。”医疗设备初创公司SanaHeal的创始人Hyunwoo Yuk博士表示。

推进导电聚合物

在1970年代，一系列导电聚合物进行了测试，并最终因其材料具有高导电性而使得Alan Heeger、Alan MacDiarmid和Hideki Shirakawa获得了2000年的诺贝尔化学奖。

在麻省理工学院，研究人员开始建立这些基础，并通过研究导电聚合物材料在植入式医疗设备中的适用性来推动其发展。

最初，作为制造灵活耐用的导电聚合物水凝胶的一部分，该团队遇到了一些障碍。例如，他们的聚合物和水凝胶材料的组合既具有生物相容性，但只能传输微弱信号的特点。

“在凝胶材料中，电性能和机械性能总是相互对抗……如果提高凝胶的电性能，就必须牺牲机械性能，反之亦然。但实际上，我们两者都需要。”Hyunwoo Yuk博士补充说。

然而，该团队发现他们可以通过创建新的聚合物/水凝胶配方来改善所需的电气和机械性能。该团队确保在称为相分离的状态下混合成分，这意味着这两种材料相互排斥。

导电细面条状绞线

当处于相分离状态时，各个成分能够连接它们各自的聚合物以产生细长的、微细的意大利面条状的股线，作为一个完整的材料聚集在一起。

“电意大利面条是导电聚合物，由于它是连续的，所以现在可以在材料上传输电力。而机械面条就是水凝胶，它可以传递机械力，而且坚韧有弹性，因为它也是连续的。”赵选贺教授补充说。

这使得材料具有类似果冻的状态，这意味着现在可以对其进行修改以用于3D打印机，从而使团队能够为各种电子植入物设计和打印复杂的几何形状。

研究人员在大鼠的心脏和感觉系统上进行打印测试，发现这些设备在将电脉冲传递到心脏并刺激感觉系统的脊髓和神经中的运动反应的两个多月内保持稳定的功能。

接下来的步骤包括改进功能，以便植入式设备可以根据实际应用的要求持续使用很长时间。该团队希望用生物相容性更强、对患者使用更安全的材料取代金属、玻璃和陶瓷等传统材料。

电子植入物被归类为一组可植入的医疗设备，用于治疗或监测各种健康状况。它们包括心脏调节器和人工耳蜗等助听器设备，还有其他先进技术和可辅助的治疗方法。

然而，目前的电子植入技术通常由金属制成，可能存在笨重、坚硬的问题，这可能导致不适感和引起他人的注意。此外，随着时间的推移，金属会加重组织，导致疤痕和炎症，进而降低植入物的性能。

因此，开发新材料和新工艺来制造对用户更加舒适和安全的植入式设备已成为该领域的当务之急。最近，麻省理工学院的研究人员开发出一种新型的果冻状导电聚合物水凝胶，可用于替代植入式医疗设备中的金属材料。

“我们相信，我们首次拥有了一种坚韧、坚固且类似果冻的电极，它有可能取代金属，用于刺激神经并与心脏、大脑和身体的其他器官进行连接。”麻省理工学院机械工程与土木与环境工程赵选贺教授表示。

高性能果冻电导率

金属一直是植入式设备的传统首选材料，因为它们具有导电性，并且需要传输电信号以支持重要器官（例如心脏）或提供有关患者健康状况的准确信息。

然而，最新研发的果冻状聚合物水凝胶具备高性能导电特性，并已证明在坚固和柔软方面与生物组织相媲美。此外，在他们发表在《自然材料》杂志上的研究中，该团队声称这种材料可以制成可印刷油墨，用于3D打印技术，同时保持其关键特性。

“这种材料像金属电极一样工作，但它是由与我们的身体相似的凝胶制成的，并且具有相似的含水量……它就像人造组织或神经。”医疗设备初创公司SanaHeal的创始人Hyunwoo Yuk博士表示。

推进导电聚合物

在1970年代，一系列导电聚合物进行了测试，并最终因其材料具有高导电性而使得Alan Heeger、Alan MacDiarmid和Hideki Shirakawa获得了2000年的诺贝尔化学奖。

在麻省理工学院，研究人员开始建立这些基础，并通过研究导电聚合物材料在植入式医疗设备中的适用性来推动其发展。

最初，作为制造灵活耐用的导电聚合物水凝胶的一部分，该团队遇到了一些障碍。例如，他们的聚合物和水凝胶材料的组合既具有生物相容性，但只能传输微弱信号的特点。

“在凝胶材料中，电性能和机械性能总是相互对抗……如果提高凝胶的电性能，就必须牺牲机械性能，反之亦然。但实际上，我们两者都需要。”Hyunwoo Yuk博士补充说。

然而，该团队发现他们可以通过创建新的聚合物/水凝胶配方来改善所需的电气和机械性能。该团队确保在称为相分离的状态下混合成分，这意味着这两种材料相互排斥。

导电细面条状绞线

当处于相分离状态时，各个成分能够连接它们各自的聚合物以产生细长的、微细的意大利面条状的股线，作为一个完整的材料聚集在一起。

“电意大利面条是导电聚合物，由于它是连续的，所以现在可以在材料上传输电力。而机械面条就是水凝胶，它可以传递机械力，而且坚韧有弹性，因为它也是连续的。”赵选贺教授补充说。

这使得材料具有类似果冻的状态，这意味着现在可以对其进行修改以用于3D打印机，从而使团队能够为各种电子植入物设计和打印复杂的几何形状。

研究人员在大鼠的心脏和感觉系统上进行打印测试，发现这些设备在将电脉冲传递到心脏并刺激感觉系统的脊髓和神经中的运动反应的两个多月内保持稳定的功能。

接下来的步骤包括改进功能，以便植入式设备可以根据实际应用的要求持续使用很长时间。该团队希望用生物相容性更强、对患者使用更安全的材料取代金属、玻璃和陶瓷等传统材料。