《可移动长期植入式柔性微纤维 NeuroWorm:动态生物电子学的突破性进展》

  • 编译者: 苑亚坤
  • 发布时间:2025-11-25
  • 2025 年 9 月 17 日发表于《Nature》的文章,由谢锐杰、韩飞等学者联合撰写,介绍了一种受蚯蚓启发设计的名为NeuroWorm 的柔性、可拉伸且可移动的纤维传感器,用于生物电子界面。该传感器通过卷曲工艺将二维生物电子器件转化为一维结构,内置纵向分布的电极阵列,可同时进行生物电和生物力学监测;它能在大脑内或肌肉上按需可控推进,实现对目标监测位点的动态定位与切换,如在磁场控制下完成大脑和皮下筋膜的动态探测,还能记录兔结肠腔内电信号。在大鼠肌肉中通过微小切口植入后,可提供超过43 周的稳定生物电监测,即使植入 54 周,纤维周围的成纤维细胞包裹也可忽略不计;此外,研究还对其设计、制造策略、力学与电学性能(如不同金层厚度、导电路径宽度下的拉伸性,与颅骨固定电极相比更高的脑电信号信噪比等)、多种应用场景(如肌肉flexion 角度传感、坐骨神经刺激诱发的复合肌肉动作电位记录、神经损伤评估)及长期植入表现进行了详细阐述,为生物电子学从固定不动的探针向主动、智能且可长期微创移动评估神经系统功能的器件发展提供了重要平台。

相关报告
  • 《液态全柔性智能机器人新突破》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:shenxiang
    • 发布时间:2019-11-19
    • 天津大学精仪学院黄显教授团队成功研发出液态全柔性智能机器人,有望成为柔性电子产业和植入医疗器械的革命性突破。相关研究成果近期发表于国际工程和自然科学领域权威期刊《尖端科学》,并得到国家自然科学基金和天津自然科学基金等支持。 柔性电子器件具有超薄、可折叠、可延伸的“类皮肤”特性,在能源、医疗、通讯等领域拥有广阔的应用前景。该机器人除了拥有良好的运动性和适应能力外,还搭载着多种传感器,温湿度传感器,食品毒素传感器,无线能量采集模块,该机器人诞生具有重要的科学价值和应用市场。 黄显教授表示:理论上,利用柔性电子技术研发的微型“软体”机器人可以反复改变形状,实现运动、抓取、运输和触觉感应等功能。但现阶段“软体机器人”依然面临“硬伤”,需要依赖传统的刚性传感元件和电路,严重阻碍了性能的实现。现代社会的多元化需求急切呼唤“全柔性”机器人的出现。
  • 《本征柔性电子学领域发展态势报告》

    • 编译者:吴鸣、于宸、石立杰、李泽路、肖甲宏
    • 发布时间:2024-06-17
    • 柔性电子材料与器件是近年来涌现的一项新的变革性技术,是将电子材料与器件沉积在柔性基板上,从而赋予传统电子材料与器件没有的可印刷、可折叠、可拉伸等新颖性,包含当前科学研究和产业都高度关注的柔性显示与照明、传感探测、光伏储能、逻辑存储、电子电路、可穿戴设备等,其应用几乎涉及信息、能源各个领域, 如健康医疗、航空航天、国防安全、人工智能及物联网等。柔性电子材料与器件的研究是代表性的新型前沿交叉学科, 涵盖近年来快速发展的分子电子学、有机电子学、塑料电子学、生物电子学、纳米电子学、印刷电子学等新领域, 涉及到化学、物理、材料、生物、半导体、微电子、机械等多个基础学科协同研究。 根据市场研究公司 Precedence Research 发布的《柔性电子市场规模调研报告》(《Flexible Electronics Market Size to Hit USD 61 Bn by 2030》)统计显示,全球柔性电子市场规模将呈现逐年增长的态势,预计到 2030 年,全球柔性电子的市场规模将从 2021 年的 294 亿美元增长到 610 亿美元,在预测期内的复合增长率为 8.5%。作为一项新兴的电子技术,柔性电子较传统电子具备更大的灵活些、柔软性以及延展性,结合其高效低成本的制造工艺,在医疗、信息、能源、国防等领域中有着广泛的应用需求。此外,随着与人工智能、物联网等新技术的不断融合发展,也将会进一步拓宽柔性电子的应用领域范围,从而带动市场增长。 本文对全球本征柔性聚合物电子材料和器件的核心期刊论文发表概况进行了分析,内容包括论文发表趋势、主要国家分布及合作、主要研究机构及合作、研究领域热点主题分布、高被引论文,以及研究领域人员及主题变化,旨在从客观数据视角,为我国本征柔性电子领域研究者提供可借鉴的参考依据。 本文对全球柔性有机聚合物电子材料和器件的专利申请概况进行了分析,内容包括专利申请趋势、主要国家/地区分布、主要专利权人、专利技术和主题分布,以及专利法律状态等,希望以专利申请客观数据的视角,折射出产业层面技术研发总体态势。