为治疗或管理各种心脏、胃肠道和神经系统疾病，包括心律失常、心脏传导阻滞、胃轻瘫、癫痫和某些神经损伤，医生们依赖一种称为电刺激的技术。电刺激涉及向目标位置传递微小电脉冲，以促使神经、肌肉或器官激活。
目前许多电刺激传递方法依赖于永久性或临时性植入体内的电子设备。这些设备有时会失效，导致不良反应，可能需要手术取出。
西北大学、成均馆大学及其他研究机构的研究人员最近开发出一种新型可植入且可生物吸收的系统，可用于电刺激体内特定器官、肌肉或神经。这一刺激器在《自然-电子学》杂志上发表的论文中进行了介绍，治疗完成后可逐渐消失，因此无需手术取出。
金钟旭(Jong Uk Kim)、徐承基(Seung Gi Seo)及其同事在论文中写道："用于电刺激的无线可生物吸收系统可以在临床上相关的时间范围内提供电疗，随后以无害方式逐渐溶解。此类系统先前已用于神经再生和心脏起搏，向目标位置传递单相脉冲。我们报告了一种由组织穿透性近红外光控制刺激波形的无线供电系统。"
用于电刺激的新解决方案
金钟旭、徐承基及其同事开发的电刺激系统包含多个组件，包括无线接收单元、基于硅的光电晶体管、电路和刺激电极。该设备完全可生物吸收，这意味着它会随着时间安全地溶解在人体内，并由体外的近红外光源控制。
作者写道："该方法依赖于一种可生物吸收的硅光电晶体管，旨在光学调节电路关键节点的电流流动。我们表明，该方法可以对刺激脉冲提供精确控制——允许向单个或多个位点输送单相、双相和多相波形——所有这些都通过无线方式向单个接收单元供电。"
研究团队的刺激系统可以产生不同类型的间歇性电脉冲，包括单相、双相和多相脉冲。单相脉冲仅在一个方向上发送电流。双相脉冲在一个方向上发送电流，然后立即反转。最后，多相脉冲多次改变电流的方向和强度。
研究人员在一系列初步实验中测试了他们的刺激系统，将其植入小型和大型动物体内。测试结果令人鼓舞，因为该系统能够可靠地调节动物心脏并刺激控制膈肌运动的神经。
金钟旭、徐承基及其同事写道："使用小型和大型动物模型，我们展示了该技术能够实现单腔和双腔心脏起搏，以及用于诱导和阻断膈肌运动的膈神经肌肉刺激。"
可能的临床应用
这项研究的结果是初步的，在评估该设备是否可用于人体临床试验之前，还需要进行更多研究来评估其安全性、有效性和长期性能。尽管如此，研究团队的初步发现突显了其在特定肌肉和神经电刺激方面的潜力。
未来，这种可生物吸收的刺激系统可能会在医疗环境中用于心脏的临时起搏、神经修复或支持呼吸困难的患者。此外，其设计可能会启发其他类似可植入设备的开发，这些设备可在体内逐渐溶解。
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