醫療用植入物已經普遍見於各種治療當中，我們熟知有像是牙釘、骨釘骨板、體內藥物釋放裝置到心臟支架或者心臟節律器。有的設計是需要耐久耐用，有的則是設計來執行短暫任務。典型的醫療用植入物都是非分解性材料，而且有一定的使用期限，當期限到期，就必須要再開刀取出來。如果可以少掉這個再開刀取出來的麻煩，對患者而言，會減少很多壓力。如果不要開刀取出，這個醫用植入物，有可能就這樣放在體內一輩子嗎? 還是說有可能不留痕跡，自動分解掉?
美國麻州塔夫斯大學(Tufts University)的研究員和美國伊利諾大學香檳分校(University of Illinois at Champaign-Urbana)合作開發了一種可以無線啟動的電子醫療用植入物。這種植入物在生物體內完成任務之後會被組織吸收，也就不需要開刀取出。功用是用來治療被細菌感染的組織。這種植入物的材料是鎂(magnesium)和絲(silk)，植入體內之後，可以由外部無線啟動加熱來殺死附近被感染組織的細菌。當有需求才啟動。無線啟動的方式，是在體外靠近植入物的位置，放置主線圈(primary coil)，藉由近場偶合(near-field coupling)啟動。這種方式誘發植入物上的電流和加熱電阻。可以拿來用在治療手術後可能的局部感染，取代直接吃抗生素，減少抗生素對人體的負擔。
2008年就已經有鎂和絲製作，可在體內分解的醫材發表。這些成份在生體內本來就低量存在，而這個裝置帶來的量，又比生物體內低，所以具生物相容性，也很環保。
這個可以在體內分解又可以加熱和釋放藥物的設計，底層是絲蛋白層(silk protein)，上面有彎曲的電阻和接收電力的鎂材料線圈，上面再加上一層絲蛋白層。所以鎂加熱器就像是被包在絲蛋白層裡面。這層絲蛋白層可以保護電子元件和控制分解的時間。再上面一層，可以存放要釋放的藥物。
這項發明，目前設計用來殺死生物體內的葡萄球菌。研究員將這個產品植入被葡萄球菌感染的老鼠體內。植入的位置就在感染的組織皮下區域。然後使用無線傳遞器，從外部啟動裝置，進行兩次，每次各十分鐘加熱治療。在實驗的過程，應用IR影像設備來監測組織的溫度。24小時後，從老鼠身上收集原先感染區域的組織。這些組織顯示已經沒有感染，同時治療區域附近的組織，也顯現正常。而植入體內的植入物，經過15天之後，就自然分解了。這時候再檢測當初植入物位置的組織，發現鎂的濃度和其它位置相當。這點說明植入物完全分解，且在體內正常代謝。
除了體內實驗，研究員也進行了體外實驗。遙控控制這個裝置釋放抗生素安比西林(ampicillin)來殺死大腸桿菌(E. coli)和金黃葡萄球菌(S. aureus)。這種遙控體內藥物釋放的方式，目前被證實不會影響抗生素的活動特性。但是增加了治療上藥物釋放的選擇性。
或許現在看來，這種設計用在對抗細菌感染上面，不是太實用。但是會自動分解和可以體外啟動這兩個設計，很有機會延伸在其它疾病的治療上面。
文章參考：EurekAlert
圖片來源：EurekAlert,Tufts University, NIAID CC BY 2.0
影片來原：DARPA Defense Advanced Research Projects Agency
原文參考：PNAS
