BOB半岛布局百余项专利波士顿科学、美敦力、IBM纷纷入局这一赛道为何升温？

　　半岛BOB随着医疗技术的发展，在人体内植入电子元件，治疗心脏疾病、神经退化疾病，或是筛选、纯化癌细胞等已经成为现实。

　　而体内植入电子原件还需要考虑生物相容性、自供能、比吸收率等关键因素，才能保证植入安全以及疗效。这也在生命科学与电子材料的交叉领域催生了一个新的学科——生物电子材料。

　　在科研界，生物电子材料已是一项成熟的研究方向，还衍生出了柔性生物电子材料、水凝胶生物电子材料、高分子生物电子材料等诸多亚方向。在2023年，《Nature》连续刊登2 篇有关电子生物材料的文章，引发学界热议。

　　事实上，不仅是科研学者们，电子生物材料也是商业化医疗器械巨头们关注的方向。从2003年起，许多医疗器械商业化公司在这领域布局专利，美敦力已拥有140余项专利出版物，位列第一。

　　生物电子是指能够移植或附着在皮肤上的形式整合至生物系统中的电子设备。这一概念最早出现在1912年，有科研人员提出可以通过电极片监测生理电信号，也就是心电图出现的基础。直到在1960年，来自美国的Wilson Greatbatch用二极管制作了可植入式心脏起搏器，生物电子才正式进入植入时代。

　　而材料技术的发展是推动电子生物迭代的重要因素。目前，电子生物材料主要有两大类，分别是金属和聚合物。而这两大类下有细分出了更多种类，丰富了电子生物材料的多样性。

　　可以看出，目前生物电子材料已经从传统的固体元件发展到了更加多样化的材料类型，包括柔性和可拉伸材料、水凝胶、以及可生物降解的材料等。不同性质的材料能够为不同情况的患者提供安全、舒适、个性化的治疗方案。

　　如可拉伸材料能与人体组织紧密结合，适应其动态变化，如弯曲和伸展，能在人体运动状态下精准进行表皮监测、组织监测、活体监测和细胞检测等；水凝胶则具有优异的生物相容性和柔软性，能够深入人体内，不会产生不适；而二维材料通常指石墨烯、过渡金属硫化物等，这类材料具有较好的导电性和稳定性，可做生物标志物检测和皮肤传感器等。

　　总的来看，电子生物材料已经迈过了生物相容性的瓶颈，正在向高精度和低延迟方向发展。这一特性，为其赢得了多种应用在各个领域中拥有广阔前景，例如实时监测大脑活动或心率、传递治疗性电信号BOB半岛、药物递送、化学传感以及新型假肢装置等等。

　　电子生物材料可应用的方向广泛，但在梳理各大企业近期生物电子方向申请的专利可以看出，在商业化过程中生物电子材料基本集中在了心血管疾病、糖尿病监测、以及神经刺激领域。

　　在心血管疾病布局的企业包括美敦力、Cardiac Pacemakers、Biotronik、Biosense Webser等，其产品主要为植入式心脏起搏器和植入式心脏除颤器。这类器械对于生物电子材料的要求较高。首先是需要较好的生物相容性，心脏是人体内重要的器官，心脏起搏器等需要与人体组织长期接触，如因材料引发免疫反应，则会为使用者带来不同程度的并发症风险。当然BOB半岛，材料也将关系到设备植入后的长期稳定性，需避免在人体内引起腐蚀、降解或释放有害物质。

　　其次是灵活性和适应性。心脏是不停跳动的器官，植入材料需要有足够的柔性和适应性BOB半岛，以适应心脏的动态运动。这也是植入式心脏起搏器、除颤器正在往更小巧外形发展的原因之一。

　　最后是自驱动能力。在上世纪七十年代左右，美敦力研发的植入式心脏起搏器曾因电池续航能力问题面临挑战。如今，许多企业已在研发可自驱式心脏起搏器，将心脏跳动等机械能转化为电能，为植入式设备提供持续的能源供应，减少患者更换电池或设备的需要。

　　除了植入式心脏起搏器、除颤器以外，也有企业正在利用生物电子材料研发药物洗脱支架、药物洗脱球囊、人工心脏瓣膜等，不仅推动了心血管疾病治疗技术的进步，也为患者提供了更多的治疗选择和更好的治疗效果

　　在糖尿病监测领域布局的企业有德康、美敦力泌力美等。这类企业可以通过生物电子材料制成的探头，监测人体内血糖值，一方面有助于患者更好的管理血糖，另一方面也能指导用药，特别是脆型糖尿病，使患者血糖值保持在合理区间。

　　以德康为例，其对生物电子材料的研究主要拥于推动连续血糖监测系统的开发。德康研发了一款小型传感器，患者可以通过在皮肤下植入小型传感器来实时监测血糖水平。这些传感器通常能够连续工作数天至数周，提供实时、连续的血糖数据，帮助糖尿病患者更好地管理自己的病情。与传统的指尖采血相比，这款系统能够提供更连续的血糖读数，帮助患者及时调整治疗方案。同时，长时间的待机也能减少患者频繁有创监测血糖带来的痛苦。

　　神经刺激赛道正处于发展阶段，参与企业有Second SightMedical Products、QV电子生物、Advanced Neuromodulation Systems等。这一领域并没有统一的适应症，但其技术路径趋于相似，都是通过电刺激神经，进行神经系统疾病治疗、促进神经再生和神经修复等。

　　目前Second SightMedical Products已有相关产品上市。这几企业曾研发了一款能够帮助外层视网膜变性而失明的患者恢复功能性视力神经刺激产品Argus IⅡ。其原理是将视频信息处理为电信号，通过刺激视网膜神经让患者获得视觉感知。这款产品获得了美国FDA和欧洲CE认证的，全球已有数百名患者植入。

　　而其他企业大多还处于研发阶段，如QV生物电子正在尝试通过生物电子材料发出电信号，用于切除肿瘤治疗脑癌。

　　在这三类应用场景之外，还有器械企业在布局新的方向。如波士顿科学神经调控正在通过生物电子材料设计传感器，采集患者的生理信号来生成疼痛评分并提供治疗。可以看出，生物电子材料的进步不仅将带来更加安全、有效的治疗方案，同时也能从舒适化治疗的角度，改善患者的治疗体验BOB半岛。

　　在近十年间，生物电子材料的发展得到了极大的突破，在柔韧性、导电性、生物可降解性等方面拥有超出传统材料性能的特点。而随着医疗技术的发展，临床应用对这些材料提出了新的需求。

　　首先是材料的物理性能随着植入时间而降低，如植入设备在体内长期使用而造成磨损，出现绝缘层损坏、金属互连件暴露等情况。这可能会导致产品通路出现问题，产品性能下降，甚至危害患者身体健康等情况。

　　其次是产品长期植入体内，对器官的粘附性或者顺应性减弱的情况。如植入式心脏起搏器等，在心脏运动过程中，可能出现移位，导致器械无法发挥最佳功效的情况。

　　诚然，生物电子材料作为新生领域，还有许多进步的空间。但我们相信BOB半岛，在未来这项技术的进步将推动安全、有效的治疗方案出现，为临床应用提供更加精准的治疗选择。

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