通过水分散导电聚合物增强水凝胶导电性以用于可注射生物电子设备

生物电子设备在医疗诊断和治疗中具有变革潜力。然而，传统电子植入物通常需要侵入性手术，并且在机械上与生物组织不兼容。可注射水凝胶生物电子设备提供了一种微创替代方案，可以无缝与软组织接口。一个主要的挑战是生物电子系统的低导电性，这主要源于导电添加剂在水凝胶混合物中的分散性差。我们通过设计亲水性生物大分子的掺杂条件来解决这个问题，增强导电聚合物在水相系统中的分散性。与传统方法相比，这种方法实现了5倍的分散性增加和20倍的导电性提升。所得到的导电聚合物在分子级和体内均可降解，适合于瞬态生物电子应用。这些添加剂与多种水凝胶系统兼容，例如海藻酸盐，形成可离子交联的导电墨水，用于三维打印穿戴电子设备，以实现高性能生理监测。此外，将导电填料与明胶基生物粘合水凝胶结合，显著提高了可注射密封剂的导电性，实现了慢性伤口监测中的pH传感灵敏度提高250%。我们的研究结果表明，亲水性掺杂剂有效调整导电聚合物以用于水凝胶填料，提高了其生物降解性，并扩展了在瞬态植入式生物监测中的应用。