生物相容的液晶弹性体光纤执行器用于体内内镜导航和激光切除疗法
Jiajia Luo1, Haojun Liu1, Yongcheng He1
1State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Guangdong Engineering Technology Research and Development Center of Special Optical Fiber Materials and Devices, Guangdong Provincial Key Laboratory of Fiber Laser Materials and Applied Techniques, South China University of Technology, Guangzhou, 510640, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|December 5, 2025
概括
新的生物相容液晶弹性体 (LCE) 光纤为医疗器械提供安全的远程激活. 这些纤维可以在狭窄的空间中进行精确的控制,克服热伤害风险和驱动限制.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光子学 是一个光子学.
背景情况:
- 对光热敏感的液晶弹性体 (LCEs) 由于高相位过渡温度 (>80°C) 和在狭窄的空间中无效的自由空间光学启动,对生物医学用途有局限性.
- 这些限制带来了热损伤的风险,并限制了生物组织中的应用.
研究的目的:
- 开发一种生物相容的LCE,具有安全的相位过渡温度,用于组织内激活.
- 开创波导结构的LCE光纤,以实现高效的光传输和远程控制.
- 为了证明这些LCE光纤在医疗干预的内镜系统中的集成和功能.
主要方法:
- 制造具有生物相容相位过渡温度为37.6°C的乙烯交联LCE.
- 同轴挤出,以创建波导结构的LCE光纤,具有超低光损 (0.76 dB cm-1).
- 用808nm激光 (375mW) 刺激,以诱导收缩应变,并评估表面温度 (<48°C).
主要成果:
- 在受控的表面温度下,在23秒内达到30%的收缩应变.
- 证明了全向曲 (94°角范围) 和成功在老鼠和子体内应用.
- 经过验证的功能用于检测出血和激光导向瘤切除,而不会在纤维-组织接口造成热损伤.
结论:
- 生物相容的LCE光纤代表了一种新的光子平台,用于在狭窄的解剖环境中软启动.
- 这项技术将光子驱动的驱动与符合组织的适应性相结合,使机械安全的干预成为可能.
- 开发的LCE光纤克服了以前的局限性,为先进的内镜程序铺平了道路.
