近日，在《Biomaterials》雜志上發(fā)表了一篇文章，賓夕法尼亞州立大學(xué)材料研究所電氣工程師和生物材料工程師合作展示了最新的工作成果，一種柔性、可生物降解的光纖能把光傳輸?shù)饺梭w內(nèi)，該實(shí)驗(yàn)中使用檸檬酸鹽聚合物，為人體內(nèi)的光線傳播創(chuàng)造出一種階躍折射率光纖。
“人體光纖”體內(nèi)傳輸信息可自動(dòng)降解 將廣泛應(yīng)用醫(yī)學(xué)檢查
傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢查理論中，一般采用玻璃纖維制的光纖將光輸送到體內(nèi)。然而如果人們一旦使用玻璃光纖深入生物組織，玻璃質(zhì)脆且不可生物降解。植入體內(nèi)會(huì)破壞和損傷組織。而且對(duì)于激光手術(shù)、藥物活化、光學(xué)成像、疾病診斷和光遺傳學(xué)（把光用于操縱大腦神經(jīng)元功能的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域）等醫(yī)學(xué)檢查來(lái)說(shuō)，玻璃制光纖傳輸信息是不現(xiàn)實(shí)的。
此次，賓夕法尼亞州立大學(xué)材料研究所電氣工程師和生物材料工程師們研發(fā)的可降解光纖，它是基于檸檬酸鹽的聚合物，是一種天然代謝關(guān)鍵成分。把這種聚合物發(fā)展成為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的一般平臺(tái)，如骨固定的生物可降解骨螺釘、組織工程的支架和用于傳遞時(shí)間釋放治療藥物的納米顆粒，這種顆粒為人體內(nèi)的光線傳播創(chuàng)造出一種階躍折射率光纖，用來(lái)實(shí)現(xiàn)芯和包層之間的折射率差異的超微調(diào)整，促進(jìn)器官大小級(jí)別的光傳輸和收集。這種光纖將為人體組織檢查中信息傳遞、成像和探測(cè)帶來(lái)新體驗(yàn)。
由于芯和包層具有相同的機(jī)械特性，此類光纖可以實(shí)現(xiàn)彎曲和拉伸，類似情況在不同材料間也可以發(fā)生。并且在完成光信息傳遞、成像和探測(cè)之后，光纖的芯和包層兩種材料將以相同的速率在體內(nèi)生物降解，對(duì)人體組織不會(huì)造成二次損傷。
該文章的作者表示，這種新型可生物降解、具有生物相容性和低損耗的階躍折射率光纖還正在實(shí)驗(yàn)室階段，準(zhǔn)備進(jìn)行深入生物組織。成功之后，不但能夠完成醫(yī)學(xué)光信息傳輸、探測(cè)和成像，還可以加入治療性的化學(xué)物質(zhì)、藥物或生物分子進(jìn)行疾病治療。