日前，北航生物醫學工程北京市高精尖中心、生物與醫學工程學院樊瑜波教授團隊及中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士課題組在生物可降解電子器件領域研究取得重要進展，相關研究成果發表在國際頂級期刊Advanced Science（IF：12.441）上。北航生物與醫學工程學院博士生李虎、北京納米能源與系統研究所博士生趙超超為該論文共同第一作者，樊瑜波教授、王中林院士和李舟研究員為共同通訊作者。
圖一 植入式電子醫療器件
生物可降解電子器件的發展近年來備受關注，作為一種新型電子器件，生物可降解電子器件可在生理或環境水中實現全部降解或部分降解，完全不同於傳統電子器件持久工作的特點。可降解電子器件應用場景主要包括：植入式醫用診斷及治療，這類器件可被人體吸收避免二次手術及長期植入帶來的副反應；便攜式消費性器件，這類器件丟棄後可自行降解，避免了廢棄物帶來的回收成本及健康風險。在生物可降解電子器件中，可降解能源供給器件是維持可降解電子器件正常工作的必要組成部分，但迄今為止對可降解植入電子醫療器件的能源供給研究十分有限。相比與無線傳感供能及商用電池供能，可降解植入式能源器件需同時滿足小型化、良好生物相容性以及生物可吸收性的要求，以此達到臨床微創手術長期植入無需取出的目的
圖二 生物可吸收電容器的結構及製備過程
根據生物可降解植入式電子器件正常工作的供能需求，博士生李虎和趙超超等研究人員研製出小型化可植入的生物全可吸收電容器(BC)，可在空氣及液體環境中正常工作，並實現了BC對TENG輸出能量的有效儲存。該電容器首次實現了液體環境中可降解儲能器件的長時間穩定工作，為未來可降解植入式電子器件的供能提供了可行方案。同時，研究者通過體外細胞培養實驗及動物植入實驗證明了BC的良好生物相容性，整個器件在生物體內達到預定工作時間後，可被實驗動物（大鼠）逐步分解吸收，不需要手術取出。作為生物全可吸收的能源儲存器件，本研究開發的電容器工作性能（如生物相容性、生物全可吸收性、生物體內正常工作時長、工作電壓及電容循環性能）達到了同領域的國際領先水平。
圖三 生物全可吸收電容器體內工作性能及可吸收性
該項工作得到科技部國家重點研發計劃、國家自然科學基金、北京市拔尖人才、北京市自然科學基金以及國家萬人計劃“青年拔尖”人才的經費支持。為開發環境友好的儲能器件提供了新方法，為微型化、可降解和可植入的能源器件提供了新的解決方案，具有向未來可降解植入電子醫療器件發展的重要潛力。
通訊員：郭萌
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