7月1日，大連理工大學運載學部工程力學系、工業(yè)裝備結構分析國家重點實驗室、大連理工大學寧波研究院解兆謙教授（共同第一作者）與美國西北大學John A. Rogers教授、俄勒岡大學Jonathan T. Reeder助理教授課題組合作，在Science上發(fā)表題為“Soft, bioresorbable coolers for reversible conduction block of peripheral nerves”的研究成果。該研究發(fā)明了一種生物可吸收的柔性微流控設備，其通過液體汽化冷卻實現(xiàn)了神經傳導阻滯，可用于替代阿片類止痛藥以達到無損傷的精準陣痛效果。該工作首次展示了生物可吸收的植入式微型柔性冷卻器在神經阻滯疼痛方面的成功應用，對未來基于柔性醫(yī)學器件的疼痛管理研究具有非常重要的指導意義。

疼痛是臨床中需要特別關注的重要問題之一，通過局部冷卻形成可逆性神經阻滯，不僅可以達到按需消除疼痛的效果，而且能夠完全避免服用阿片類藥物以及其他鎮(zhèn)痛劑帶來的副作用。傳統(tǒng)的局部冷卻技術需要借助大型醫(yī)療設備并在特定環(huán)境下實施，往往很難達到精準的冷卻效果，在實際應用中存在著很大的局限性。

針對上述業(yè)界特別關注的挑戰(zhàn)性問題，研究團隊設計了一種柔性、自纏繞（免縫合）、生物可吸收的周圍神經冷卻微流控設備（圖1），其能夠在活體組織的任意深度提供精準的、微創(chuàng)的冷卻效果。該柔性設備集成了微流控系統(tǒng)與電路系統(tǒng)，通過控制該設備微流控系統(tǒng)中輸入流體的流速與流量，同時借助全氟戊烷（PFP）液體的汽化吸熱，實現(xiàn)了在特定部位提供精準且持續(xù)的冷卻效果；將具有蛇狀形貌的鎂線溫度傳感器分布在該設備末端，通過傳感器電阻變化實時獲得溫度反饋，成功實現(xiàn)了對溫度的精確監(jiān)控；具有預拉伸的多層結構力學設計使得該設備可以形成自卷曲結構，無需縫合便可緊密貼附至需要冷卻的神經表面并可形成良好的力-熱交界面；該設備完全由水溶性材料構成，可依據(jù)個性化需求在規(guī)定的時間段內溶解于皮下組織的生物流體中。這避免了額外的拆除手術給病人帶來的痛苦，可以很好地滿足患者在長時段內的鎮(zhèn)痛需求，相比現(xiàn)有技術和產品具有顯著優(yōu)勢。

在研究工作中還基于結構力學、傳熱學仿真分析開展了結構和溫控優(yōu)化設計，該設備還實現(xiàn)了神經組織的精準無損冷卻，有效阻滯了痛覺傳導（圖2）。

相關動物實驗（圖3）證實，該設備能在短時間內實現(xiàn)低溫調控，并能很好地抑制神經活動。長期觀察表明，復溫后神經活動迅速恢復正常，且不會產生任何副作用。該設備同樣可對自由活動的動物模型提供優(yōu)異的按需鎮(zhèn)痛效果。通過對動物模型進行相關組織學分析還發(fā)現(xiàn)，該設備袖帶在植入人體6個月后仍能與神經緊密接觸，顯示了極其優(yōu)越的力學性能。同時，生物實驗也驗證了該設備具有很好的生物相容性與可吸收性。

解兆謙教授于2020年加入大連理工大學工程力學系郭旭教授團隊，先后入選國家級青年人才、遼寧省“興遼英才計劃”青年拔尖人才、大連市杰出青年科技人才等。（來源：大連理工大學）