可以用光分解可消化的医疗设备

 
可光降解的水凝胶可作为GI设备中的动态触发器。 (A)气球插入和充气的示意图(左)，通过内窥镜或不受束缚的LED光源引起的降解(中)，以及随后的放气(右)。 (B)oNB-PAAM胶钉的浇铸(顶部)和用浇铸胶钉密封的组装气球(底部)。图片提供：麻省理工学院Ritu Raman。 (C)将气球通过食道插入并在插入后1分钟(顶部)内窥镜观察并在胃中肿胀，插入后立即且在体内6小时后在射线照相(底部)观察。 (D)可安装到内窥镜插入端的LED盖设计。用于为LED供电的电线穿过内窥镜，并且阵列上的孔可通过内窥镜的集成摄像头保持可见性。阵列中心的磁铁可将其对接至连接到球囊密封端的金属件。 (E)可吸收药丸状LED的设计。计算机辅助设计(CAD)渲染图显示了可摄取LED的组装过程：将电池，LED和磁铁插入3D打印的空心圆柱体中，并用环氧树脂将其密封在防水设备中。将金属导电接线片推入设备侧面的缝隙时，LED点亮。通过射线照相术(右下)观察到LED在体内与气球的磁性对接。 (F)在t = 0小时(上)和6小时(下)的射线照相下观察到，可光触发的oNB-PAAM胶钉降解后，填料泄漏出，气球尺寸明显减小。 (G)与对照组相比，使用内窥镜LED阵列和未束缚的LED降解的球囊在t = 6小时时的大小均明显减少(n = 3，P <0.05)，表明oNB-PAAM成功按需激活凝胶触发器。 (H)由具有PCL珠的oNB-PAMPS凝胶环组成的食道支架装置的示意图。 (I)组装好的设备的照片(上图)和放射线图像(下图)。 PCL珠上涂有硫酸钡涂料，以提高X射线的可见度。图片提供：麻省理工学院Ritu Raman。 (J)将组装好的装置放置在离体食道内，并且该装置的膨胀确保与承受压迫的组织压配合。 (K)在光触发降解后，体外和离体食管支架对外部压缩的抵抗力降低(n = 3，P <0.05)。 (L)上图：使用(D)中所述的内窥镜LED阵列降解后，凝胶的颜色从透明变为橙色，这是降解的指示剂，如图2所示。 S6。底部：当组织被压缩到其原始宽度的一半时，降解的凝胶会从食道漏出，这与体内的食道蠕动有关。图片提供：麻省理工学院Ritu Raman。科学进展(2020)。 advances.sciencemag.org/content/6/3/eaay0065可以在胃肠道中插入各种医疗设备来治疗，诊断或监测胃肠道疾病。一旦完成工作，其中许多必须通过内窥镜手术切除。但是，麻省理工学院的工程师现在想出了一种方法，当这些设备暴露于来自可摄入LED的光时，触发它们在体内分解。
新方法基于研究人员设计的光敏水凝胶。研究人员说，将这种材料整合到医疗设备中可以避免许多内窥镜检查程序，并且可以在医生不再需要或无法正常工作时为他们提供一种更快捷，更轻松的方法来移除设备。
“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。 ”，机械工程学助理教授，布莱根妇女医院的肠胃病学家，研究的高级作者乔瓦尼·特拉沃索说。
在对猪的一项研究中，研究人员表明，用这种光敏水凝胶制成的设备在暴露于小型LED的蓝色或紫外光后会被触发分解。
麻省理工学院科赫综合癌症研究所的博士后Ritu Raman是该论文的主要作者，该论文今天发表在《科学进展》上。该论文的其他作者是前技术助理华iff华(Tiffany Hua)，周健林，蒂娜(Tina Esfandiary)和万斯·苏亚雷斯(Vance Soares);技术助理Declan Gwynne，Joy Collins和Siddartha Tamang;研究生Simo Pajovic;比较医学系兽医Alison Hayward;大卫·科赫研究所(David H. Koch Institute)教授罗伯特·兰格(Robert Langer)。