Biodegradable Field-Effect Transitors for Electronically Active Scaffolds

用于电子活性支架的可生物降解场效应晶体管

基本信息

  • 批准号:
    7800978
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-01-01 至 2010-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Electronic stimulation has been shown to be a valuable approach to controlling the structure and function of tissues and organs. Micro-electrical-mechanical systems (MEMS) have been utilized extensively in biomedical engineering including applications in biosensors and drug delivery systems. However, the lack of reportable electronic systems has limited the potential impact of MEMS for tissue engineering applications. This limitation primarily arises due to the use of unsuitable materials. MEMS designed for biomedical applications have been fabricated using traditional inorganic materials such as silicon and silicon dioxide. Non-degradable polymers such as polyethylene, silicone, and polytetrafluoroethylene have also been used. Although these materials are amenable to facile fabrication techniques and exhibit in vivo biocompatibility, they are not biodegradable. The fabrication of biodegradable, electronically active tissue engineering scaffolds for in vivo tissue engineering and organ regeneration applications has the potential for significant impact, especially in the treatment of neurological-based traumas and diseases. Toward this end, this proposal aims to utilize novel biomaterials for the fabrication of resorbable field-effect transistor, which is to serve as the building block of more complex electronic devices including electronically active tissue engineering scaffolds. The current library of available biomaterials, both natural and synthetic, provides an adequate spectrum of physical properties that would allow for the fabrication of biodegradable electronic components. This technological advance will enable the use resorbable electronic components for a variety of in vivo biomedical applications including tissue engineering scaffolds. These scaffolds could be seeded with cells, implanted into the host, and electrically stimulated externally via radiofrequency signalling. These scaffolds would then resorb within the host within the desired timeframe. PUBLIC HEALTH REVELANCE - Electronically active tissue engineering scaffolds can provide a method to promote tissue regeneration through electronic stimulation. Biodegradable electronic devices with embedded logic could lead to temporary implantable devices that can provide electronic stimulation to cells seeded on the scaffold as well as surrounding tissue via external triggering. The scaffolds could be implanted, serve their specified function over a pre-programmed time scale, and would then eventually become resorbed within the body.
描述(由申请人提供):电子刺激已被证明是控制组织和器官的结构和功能的一种有价值的方法。微机电系统(MEMS)已广泛应用于生物医学工程,包括在生物传感器和药物输送系统中的应用。然而,可报告电子系统的缺乏限制了 MEMS 对组织工程应用的潜在影响。这种限制主要是由于使用了不合适的材料造成的。专为生物医学应用而设计的 MEMS 是使用硅和二氧化硅等传统无机材料制造的。还使用了不可降解的聚合物,例如聚乙烯、硅树脂和聚四氟乙烯。尽管这些材料易于制造技术并表现出体内生物相容性,但它们不可生物降解。用于体内组织工程和器官再生应用的可生物降解的电子活性组织工程支架的制造具有重大影响的潜力,特别是在神经创伤和疾病的治疗方面。为此,该提案旨在利用新型生物材料来制造可吸收场效应晶体管,该晶体管将作为更复杂电子设备(包括电子活性组织工程支架)的构建块。目前可用的天然和合成生物材料库提供了足够的物理特性,可用于制造可生物降解的电子元件。这项技术进步将使可吸收电子元件能够用于各种体内生物医学应用,包括组织工程支架。这些支架可以接种细胞,植入宿主体内,并通过射频信号从外部进行电刺激。然后,这些支架将在所需的时间内在宿主内重新吸收。公众健康启示——电子活性组织工程支架可以提供一种通过电子刺激促进组织再生的方法。具有嵌入式逻辑的可生物降解电子设备可能会导致临时植入设备,该设备可以通过外部触发为种植在支架上的细胞以及周围组织提供电子刺激。支架可以被植入,在预先编程的时间范围内发挥其指定的功能,然后最终在体内被吸收。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Biomaterials-based electronics: polymers and interfaces for biology and medicine.
基于生物材料的电子产品:用于生物学和医学的聚合物和界面。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10
  • 作者:
    Muskovich, Meredith;Bettinger, Christopher J
  • 通讯作者:
    Bettinger, Christopher J
Organic thin-film transistors fabricated on resorbable biomaterial substrates.
在可吸收生物材料基板上制造的有机薄膜晶体管。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010-02-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bettinger, Christopher J;Bao, Zhenan
  • 通讯作者:
    Bao, Zhenan
Microfluidic arrays for rapid characterization of organic thin-film transistor performance.
用于快速表征有机薄膜晶体管性能的微流体阵列。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011-03-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bettinger, Christopher J;Becerril, Hector A;Kim, Do Hwan;Lee, Bang;Lee, Sangyoon;Bao, Zhenan
  • 通讯作者:
    Bao, Zhenan
Nanofabricated collagen-inspired synthetic elastomers for primary rat hepatocyte culture.
用于原代大鼠肝细胞培养的纳米制造的胶原启发合成弹性体。
  • DOI:
    10.1089/ten.tea.2008.0134
  • 发表时间:
    2009-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bettinger CJ;Kulig KM;Vacanti JP;Langer R;Borenstein JT
  • 通讯作者:
    Borenstein JT
A cell-compatible conductive film from a carbon nanotube network adsorbed on poly-L-lysine.
由吸附在聚-L-赖氨酸上的碳纳米管网络制成的细胞兼容导电膜。
  • DOI:
    10.1021/nn203870c
  • 发表时间:
    2011-11-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Debora W Lin;C. Bettinger;J. P. Ferreira;Clifford L. Wang;Zhenan Bao
  • 通讯作者:
    Zhenan Bao
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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