10月19日消息,《自然·材料》(Nature Materials)当日在线发表一项由北卡罗来纳大学教堂山分校(第一作者Yizhang Wu,通讯作者Wubin Bai)、哥伦比亚大学、南京大学等机构合作完成的研究:研究人员开发出一种可生物吸收的无金属分子磁体,实现了对器官的无栓系持续监测。
传统磁性器件依赖金属磁体,而现有分子材料缺乏临床相关组织深度下高保真传感所需的铁磁强度。该研究的突破在于:以石墨相氮化碳为基体,通过脱氮(de-nitrogenation)反应构筑自旋中心,经重构的π-σ共轭骨架耦合,赋予材料金属级铁磁性,且在生理条件下保持稳定,同时具备完全生物可吸收性。
应用层面,该材料与聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)和丝素蛋白集成后,可制成经导管递送的心外膜贴片用于心脏活动追踪;也可分散于可注射水凝胶中实现器官级传感,包括对局部肝脏病变的三维重建。配合皮肤表面的霍尔传感器阵列,这一磁性传感架构可对多器官动态进行连续、无栓系监测,且抗运动伪影与组织阻抗干扰。
这一成果的材料学意义在于突破了『生物可吸收』与『强磁性』难以兼得的传统矛盾,为术后临时监测、植入器械免二次手术取出等场景提供了新的化学方案,也展示了碳基分子材料在生物电子领域的应用前景。
(来源:Nature Materials)