你是否想过，有一天咱们不错吞下一颗袖珍“智能胶囊”，它在体内悄然停留，及时监测并经管健康景色，待任务完成后，再悄然离去？
这一往常场景，天然令东谈主喜跃，但要闭幕它仍靠近好多挑战。其中最枢纽的少许是：怎么让智能胶囊在胃肠谈内精确停留，而不是随消化流动被迫排出？
近日，好意思国麻省理工学院（MIT）应斌斌博士和好意思国四院院士 Robert Langer 教授和 Giovanni Traverso 教授，研发出一款全新黏附界面本事——e-GLUE。这一冲破性本事告成科罚了胃肠谈环境中万古刻清静附着的难题，为可编程驻留的智能胶囊铺平了谈路。
e-GLUE 的中枢创新在于聚积了的柔韧性和电黏附的高效界面作用劲，告成科罚了胃肠谈环境中万古刻黏附的难题。水凝胶的优柔特质使其大要贴合胃肠谈复杂的几何体式，而电黏附通过外加电场激活阳离子团员物，使其与黏膜中的多阴离子卵白产生沉稳的交联。这种双重机制让 e-GLUE 能在体液浸润和胃肠谈蠕动的动态环境中踏实附着，并显赫擢升黏附能量——最高可达传统材料的 30 倍。
日前，相干论文以《电致粘附水凝胶界面延迟猪胃肠谈粘膜的会诊与诊疗》（An electroadhesive hydrogel interface prolongs porcine gastrointestinal mucosal theranostics）为题发在Science Translational Medicine
特别值得一提的是，通过短短约 1 分钟的电刺激，e-GLUE 可与深层黏膜上皮发生交互作用，延迟其在胃肠谈中的黏附时刻，最长可达 30 天。这种特有的长效黏附才气为多种胃肠谈诊疗和会诊应用带来了全新可能。
举例，针对胃肠谈反复性出血，e-GLUE 可用于局部止血安装的清静黏附；在等慢性病诊疗中，它可闭幕药物的精确缓释；此外，它还可因循黏膜传感器的始终清静性，用于畅达监测胃肠谈生理数据，举例炎症象征物、组织阻抗值等。
这一创新性机制的告成应用，不仅显赫擢升了胃肠谈诊疗耕作的临床价值，还为黏膜界面生物本事开辟了新的可能性。通过电黏附增强的水凝胶界面，e-GLUE 为长效、精确的诊疗和监测提供了强有劲的本事因循，为往常的个性化医疗带来了深化影响。
这项商讨的伊始源于一个枢纽挑战：如安在胃肠谈这么复杂且动态的环境中闭幕生物材料或耕作的清静万古刻黏附。胃肠谈因快速更新的黏液层和上皮细胞、合手续的机械蠕动以及胃液的化学侵蚀，使得传统黏附材料在体内难以停留卓绝 24 小时。这一局限显赫影响了其在药物寄递、止血以及生理信号监测等范畴的本色应用后果。
为科罚这一问题，他们研发了 e-GLUE。这一本事在水凝胶中镶嵌了导电组分，诈欺外加电场驱动阳离子团员物穿透黏液层，与深层黏膜中的多阴离子卵白交联，从而显赫擢升黏附强度。e-GLUE 的黏附力还可通过电场精确调控，为更多场景的生动应用提供了可能性。
这项责任的灵感部分开首于应斌斌在博士时间的商讨。那时，他和协作家拓荒了一种新式双层离子水凝胶，通过聚阴离子和聚阳离子层叠的神态，闭幕了近似二极管的功能。这种假想通过精确调控离子间的互相作用，闭幕了高效的信号传导和功能反应。聚积这一训导，他和现在团队意识到精细的电荷交互机制也可用于擢升水凝胶在湿润界面的黏附性能。
这一创新不仅有用冲破了传统水凝胶的黏附限制，还揭示了一种全新的黏附机制——通过电场驱动阳离子与多阴离子卵白的交联，材料可从上层黏液深入到黏膜上皮，闭幕合手久清静的界面聚积。这一发现为动态生物界面材料的假想提供了全新想路。
e-GLUE 的本事框架不仅适用于胃肠谈，还展现了跨范畴的应用后劲，可彭胀至呼吸谈、泌尿系统等其他黏膜名义的组织，进一步激动黏附界面本事的普适性与粗鄙应用。
通过这项商讨，他们但愿加快胃肠谈诊疗和会诊耕作的本事跳跃，并为动态生物环境中的材料假想提供系统性科罚决策。
审稿东谈主对这项商讨给以了高度评价。其中一位审稿东谈主奖饰谈：“这项商讨通过创新性地诈欺电泳旨趣，闭幕了电黏附水凝胶在湿润、生物黏膜界面上的超万古刻附着，显赫优于传统的胃肠谈黏附材料。”
另一位审稿东谈主特别指出，这项商讨不仅展示了表面上的材料假想上风，还通过一系列体外与体内实验考证了其在止血、局部药物寄递以及黏膜组织传感等场景中的粗鄙应用后劲。
更进军的是，审稿东谈主们一致以为，e-GLUE 的电黏附机制为黏膜界面材料的研发开辟了全新方针，不仅有助于科罚现在胃肠谈医疗耕作清静性不及的难题，还可能对更粗鄙的生物界面材料范畴产生深化影响。
这项本事的潜在应用场景十分粗鄙，尤其是在医疗范畴。具体来说：
1. 局部药物寄递：通过将 e-GLUE 聚积药物载体，迪士尼彩乐园3安全吗将药物径直寄递到胃肠谈特定病灶部位，闭幕万古刻、精确的诊疗。这在溃疡性结肠炎、克罗恩病等慢性病的诊疗中尤为进军。
2. 胃肠谈会诊耕作：拓荒基于 e-GLUE 的始终黏附传感器，用于监测胃肠谈 pH 值、炎症象征物或其他生理信号，为大夫提供更多及时、动态的病情信息。
3. 袖珍机器东谈主赞成诊疗：e-GLUE 的本事不错集成到可控袖珍机器东谈主上，用于胃肠谈内的精确定位和诊疗。
4. 非胃肠谈应用：这项本事通常不错践诺到其他需要万古刻附着的生物界面，如肺、阴谈或者膀胱，为不同场景的医疗需求提供科罚决策。
他们预测，在往常 2 到 5 年内，这项本事不错参加临床考研，致使在某些范畴闭幕初步交易化。
刚刚运转这个课题时，他们初次拿到离体猪肠胃组织进行实验。面对这么真的而复杂的实验材料，应斌斌既喜跃又充满挑战感。关联词，早期实验的闭幕却老是让东谈主哭笑不得。由于那时的水凝胶配方、电场条款以及电极假想齐还不训诲，每次在透风柜里作念实验时，总能闻到一股烤肉的滋味——那是电流导致组织局部温渡过高的闭幕。
这个问题不仅让团队索尽枯肠，也带来了一些出东谈主猜测的幽默。共事们很快给这个本事起了个混名“BBQ”，形象地姿色了他们“烧烤”猪组织的实验状态。这一笑谈不仅成为团队间的簸弄，也时刻提示他们：这个温升问题必须尽快科罚。
在科罚这一问题的历程中，团队进行了大齐雅致的优化责任。包括本课题的进军协作家、现已入职浙江大学的南科望商讨员在内，他们对水凝胶的导电性、电场强度以及电极体式等枢纽参数进行了系统辗转。这一历程耗时长达一年半，充满了考研失败和本事迭代的挑战。
最终，他们告成假想出一种既能有用限制温度升高、又能保合手高黏附力的决策。当他们在活体猪实验中初次看到温度清静限制在 43 摄氏度以下，且材料稳稳附着在组织名义时，那一刻的甘愿和竖立感难以言喻。
这个小插曲不仅让团队在垂死的科研责任中找到了一些轻松的时刻，也深刻地让应斌斌体会到，科学商讨的信得过魔力在于科罚未知问题的历程。每一个看似可贵的挑战背后，其实齐赋存着创新的机会。通过不休坚合手与雅致打磨，他们最终迎来了冲破，也在这个历程中加深了团队间的领略与信任。
接下来，他们的商讨假想将主要聚焦于以下几个方针，以进一步激动 e-GLUE 本事的创新和应用落地：
领先，他们将构建精细的数学模子，深入商讨 e-GLUE 黏附步履的底层机制，包括电场激发对材料性能的动态影响。这将匡助他们进一步擢升材料的黏附强度，并增强其在体内顶点环境中的始终清静性，从而为愈加严苛的临床应用奠定基础。
其次，他们假想将 e-GLUE 本事集成到新一代的智能耕作中，举例在耕作中加入袖珍藏像头和导航，并让其闭幕包含温度、pH 值、压力和电阻在内的传感功能。这些功能的集成不仅能大幅拓展 e-GLUE 的应用范围，还能闭幕愈加自动化的操作，为个性化医疗提供全新的本事因循。
再次，他们也将开展更大限度的始终动物实验，要点考证 e-GLUE 多功能耕作在本色胃肠谈环境中的安全性和清静性。这些实验闭幕将为后续的临床商讨提供愈加可靠的数据因循。
临了，他们假想与消化科大夫密切协作，开展小限度的临床前商讨，探索 e-GLUE 本事在多种慢性胃肠谈疾病中的潜在应用，包括胃蠕动渐渐、慢性肠胃谈出血以及炎症性肠病的会诊和诊疗。这些尝试将为最终的临床转动奠定进军基础。
通过这些方针的合手续死力，他们但愿进一步激动 e-GLUE 本事从实验室走向本色应用，最终为胃肠谈疾病的检测和诊疗带来翻新性的变革。
应斌斌补充称，e-GLUE 算作一项具有前沿性的基础材料本事，其应用价值远不啻于胃肠谈范畴。它在其他具有黏膜名义的组织中通常展现出远大的后劲。举例，在呼吸系统、泌尿系统以及生殖系统中，e-GLUE 的寥落黏附才气可用于拓荒集成传感器、药物缓释耕作等智能化器具，从而闭幕对相干疾病的精确会诊与智能化经管。
预测往常，他们信服 e-GLUE 本事将为跨学科商讨带来新的机会。通过与呼吸疾病众人、泌尿科大夫、生殖医学商讨者很是他范畴的科学家协作，他们但愿进一步挖掘和彭胀这项本事的潜能，激动其在更多医学和工程应用中的创新性冲破，最终闭幕其在多个范畴中的粗鄙转动与价值最大化。
参考辛苦：
1.https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adq1975
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