Bioactive Materials
柔性可降解无线无电池集成诊疗粘附贴片
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该研究开发了一种柔性、可生物降解、无线且无需电池的集成诊疗粘附贴片，能够在湿润组织表面实现稳定粘附、实时生理监测和按需药物释放，具有良好的生物相容性和治疗潜力。
文献概述
本文《Flexible biodegradable wireless battery-free integrated theranostic adhesive patch》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了针对精准医疗和实时治疗需求，传统药物递送与诊断模型在临床应用中存在的局限性。研究提出了一种新型集成诊疗粘附贴片（ITAP），该系统结合无线操作、完全可降解性及强效湿组织粘附能力，实现了在动态湿润组织界面上的无缝诊断与治疗功能。通过磁控激活镁阀实现电化学腐蚀以触发药物释放，并利用共振机械传感持续监测生理运动，系统支持程序化、顺序性及选择性释药，且耐受生理运动与解剖变异。实验验证了其在哮喘大鼠模型中实现无线呼吸节律监测与支气管扩张剂触发释放，展现出显著治疗效果。所有组件均经体外降解与体内生物相容性评估，证实其瞬态安全特性，无需取出装置。该平台为微创、个性化干预提供了新范式。背景知识
随着精准医学和实时治疗的发展，传统药物递送与诊断系统已难以满足临床需求。现有集成诊疗系统多依赖有线控制、非降解材料或组织整合不良，限制其长期应用。尤其在动态、湿润且柔软的生物组织表面，如心脏、气管或腹壁，设备的机械失配、感染风险及二次手术取出等问题尤为突出。尽管可拉伸导体、组织粘附水凝胶和机械适应基底提升了贴合性与耐用性，但非降解组件仍可能引发慢性免疫反应。近年来，瞬态电子学与可降解材料成为解决上述问题的重要策略，支持功能完成后安全吸收。然而，多数瞬态系统仅限于传感或执行单一功能，难以在动态湿组织条件下实现闭环治疗。磁控驱动因其深层组织穿透能力、无视线限制和无需外部电源等优势，成为理想的无线刺激方式。同时，共振传感器无需直接电连接即可实现高保真信号采集，适用于长期非侵入监测。结合可降解镁金属作为阀门材料，不仅具备优异生物相容性，还可通过材料工程精确调控腐蚀速率，实现时空调控药物释放。因此，构建一个集无线传感、反馈调控与治疗于一体的全可降解、机械柔顺诊疗平台，成为当前研究的关键突破口。
研究方法与实验
研究人员设计并制备了一种名为集成诊疗粘附贴片（ITAP）的柔性装置，其核心由磁控镁（Mg）阀、共振传感器和生物粘附水凝胶组成。Mg阀作为阳极与高腐蚀电位金属阴极构成自供电原电池，通过外部磁场驱动铁片吸引Mg阀接触阴极，启动电化学腐蚀从而打开药物储库。药物储层由激光微加工聚乳酸（PLA）分隔，顶部由阳极金属层密封。共振传感器包含Mg基线圈、聚（甘油癸二酸酯）（PGS）弹性体及PLA封装材料，用于检测压力与运动信号。粘附层采用生物相容性水凝胶，确保在湿润组织表面稳定附着。体外实验评估了ITAP的降解行为、粘附强度及机械传感性能。动物实验采用哮喘大鼠模型，将ITAP贴附于胸肌，通过外部磁场触发支气管扩张剂释放，并同步监测呼吸节律变化。同时进行血糖调节与心律失常模型验证多功能性。生物相容性通过细胞共培养与42天体内观察评估。关键结论与观点
研究意义与展望
该研究首次将无线控制、全可降解性与强效湿组织粘附集成于单一平台，为动态组织界面的精准诊疗提供了全新解决方案。其无需电池与有线连接的设计极大提升了佩戴舒适性与安全性，适用于长期监测与治疗。磁控驱动机制克服了光、电、声等刺激在深层组织中的穿透限制，适用于多种体内应用场景。
未来研究可拓展至更多疾病模型，如心力衰竭、慢性疼痛或糖尿病，实现多模态药物释放与生理反馈闭环调控。此外，可通过优化材料组合进一步延长工作寿命或提升降解可控性。结合人工智能算法分析传感数据，有望实现更智能的个性化干预策略。该平台亦可集成其他生物标志物检测模块，发展为多功能“数字医生”贴片，推动可穿戴医疗向智能化、微创化迈进。
结语
本研究开发的柔性、可生物降解、无线且无电池的集成诊疗粘附贴片（ITAP）代表了可穿戴医疗设备的一项重要进展。通过磁控镁阀实现按需药物释放，结合共振传感进行实时生理监测，ITAP能够在湿润动态组织表面稳定工作，无需外部电源或有线连接。其全可降解特性确保治疗完成后安全吸收，避免二次手术。在哮喘大鼠模型中，ITAP成功实现了呼吸节律监测与支气管扩张剂的触发释放，显著改善呼吸功能，验证了其闭环诊疗能力。该平台不仅解决了传统系统在机械匹配、感染风险和长期生物相容性方面的瓶颈，还为个性化、微创治疗提供了可扩展的技术框架。未来有望应用于心血管、神经或代谢疾病的长期管理，推动精准医疗向智能化、自适应方向发展。这一成果为下一代生物电子医学设备的设计提供了重要范式。
