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據發表在最新一期《自然》雜志上的一篇論文稱，韓國基礎科學研究所研究人員在生物材料技術和康復醫學方面取得了重大進展。他們開發出一種用導電水凝膠形式的“可注射組織假體”治療肌肉損傷的新方法，并將其與機器人輔助康復系統相結合。這為生物電子設備領域帶來了一種全新方法，并有望作為康復支持的軟組織假體。
長期以來，針對肌肉損傷的傳統康復方法一直圍繞高效閉環式步態康復系統，該系統融合了輕型外骨骼和可穿戴或可植入設備。然而，現有電子材料的機械性能和剛性使其與軟組織不兼容，會導致摩擦和潛在的炎癥，阻礙患者康復。
為克服這些限制，研究人員轉向了通常用作皺紋平滑填充劑的透明質酸。利用這種物質，他們開發了一種用作“組織假體”的可注射水凝膠，它可在肌肉或神經組織再生時，暫時填補缺失的組織間隙。
這種材料的可注射性使其與傳統的生物電子設備相比具有顯著的優勢。由于這種水凝膠高度“組織樣”的特性，其能與生物組織無縫接合，并且可輕松地施用于難以到達的身體部位，而無需進行侵入性手術。水凝膠中的可逆和不可逆交聯能適應注射過程中的高剪切應力，確保了優異的機械穩定性。這種水凝膠還含有金納米顆粒，使其具有良好的電學性能。它的導電特性允許電生理信號在損傷組織的兩端之間有效傳輸。此外，這種水凝膠是可生物降解的。
研究人員在嚙齒動物模型中進行了測試。為了模擬肌肉損失和損傷，他們從動物的后腿上移走了一大塊肌肉。通過注射水凝膠和植入兩種可伸縮的組織接口設備來進行電感應和刺激，研究人員能夠改善“受傷”的動物的步態。在肌肉電信號的引導下，水凝膠假體與機器人輔助相結合，在沒有神經刺激的情況下，共同幫助改善了動物的步態。此外，在使用導電水凝膠填充肌肉損傷后，肌肉組織再生得到了長期有效的改善。
