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論文1:
傳統電池存在生物相容性差和不可降解的問題,限制了其在植入式生物電子領域的應用。浙江大學賀永教授、吳夢婕教授、尹俊研究員開發了一種可光聚合 3D 打印的生物水凝膠電池,以導電離子水凝膠作為電解質,InGa?-Cu 納米顆粒作為電極,在降解過程中依然能穩定輸出電流(0.001–6 mA,1.5 V)。電池具備 50 μm 的高打印精度,200% 拉伸率和 95% 壓縮率,力學性能接近生物組織。更重要的是,該電池可在雙電流模式下運行:微電流促進組織修復,高電流實現有效心臟起搏,為柔性可降解植入電源提供了新思路。相關內容在《Cell》子刊《Cell Biomaterials》上發表了題為“A biohydrogel battery”的研究性論文。
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圖 1|BHB 的制備流程
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圖 2|BHB 的電學性能
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圖 3|BHB 的納米結構
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圖 4|BHB 的物理和化學性質
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圖 5|BHB 的力學性能
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圖 6|BHB 的電化學性能
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圖 7|BHB 的皮膚修復效果
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圖 8|BHB 在大鼠模型中的應用
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論文2:
復雜難治性創面需要動態調控和精準干預。浙江大學醫學院口腔醫學院口腔醫院俞夢飛、浙江大學機械工程學院良渚實驗室賀永將再生性生物電子學與人工智能結合,構建了一個可智能響應的閉環傷口修復系統:在感染早期,通過 4 mA 高電流觸發液態金屬釋放高劑量鎵離子,實現快速廣譜抗菌;在修復后期,系統能智能感知創面狀態,在 0–2 mA 低電流下精確調控鎵離子釋放,從而在 14 天內顯著促進組織再生。該研究開辟了 AI 驅動的智能化傷口愈合新路徑。相關內容在《Cell》子刊《Cell Biomaterials》上發表了題為AI-feedback bioelectronics promote infectious wound healing的研究性論文。
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圖 1|人工智能再生性生物電子學協同控制示意圖
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圖 2|復合水凝膠的性能表征
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圖 3|柔性貼片的抗菌性能
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圖 4|抗菌機制
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圖 5|生物電子學的體外細胞調控作用
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圖 6|生物電子學的體內治療效果
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圖 7|人工智能系統
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圖 8|人工智能反饋型生物電子學的應用展示
來演:生物材料前沿
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