組織-電子接口是確保植入器件在體內有效性與穩定性的關鍵。基于生物材料的纖維狀植入式探針，憑借其獨特的高長徑比結構、優異的柔韌性、生物相容性和生物可降解性，在人體組織-電子接口領域展現出巨大的潛力。
圖1 用于組織-設備接口的纖維植入式探針的結構、性能和應用。
近日，北京大學材料科學與工程學院邵元龍研究員團隊在《Advanced Materials》期刊發表題為“Biomaterial-Based Fibrous Implantable Probes for Tissue-Electronics Interface”（Adv. Mater. 2025, 2504372 ）的綜述論文，第一作者為北京大學博士生徐妙藝。該文章系統總結了纖維狀探針的在適應性、機械順應性和生物相容性方面的優勢。這些優勢使得纖維狀探針尤其適用于植入式應用。同時，深入分析了植入式纖維狀探針的設計要求，并全面總結了其制備、修飾與組裝技術。此外，文章還探討了纖維狀探針在電生理、化學傳感和光遺傳學等多種應用中的重要價值，凸顯了其臨床意義與應用前景。最后，綜述了纖維狀探針領域的最新研究進展，分析了提升長期穩定性、增強功能性及實現大規模制備過程中面臨的挑戰。通過解決這些挑戰，基于生物材料的纖維狀探針有望為當前生物醫學技術的局限性提供突破性解決方案，推動創新性臨床應用的發展。
傳統金屬或硅基探針在剛性和尺寸上普遍存在與軟組織不匹配的問題，易引發機械刺激與炎癥反應。相比之下，纖維探針憑借高長徑比（1D結構）和微米級尺寸，展現出優異的柔韌性和機械順應性，能夠更好地融入軟組織環境，降低異物反應，提升植入穩定性。
圖2. 不同類型的植入式探針。從金屬微絲、硅基平面電極到新興的纖維探針，結構上的演變直觀反映了植入舒適性與組織兼容性的提升趨勢。
天然高分子如絲素蛋白、角蛋白、殼聚糖、明膠等，因其與生物組織成分相似，具備良好的生物相容性與可降解性，成為理想的纖維狀探針材料。此外，水凝膠的引入可以進一步提升柔性、濕潤性與仿生性，顯著改善界面電化學性能與長期穩定性。同時，纖維狀結構不僅有利于實現良好的柔韌性與微創植入，還為多模態功能集成（電、光、化學傳感）提供了結構基礎。
而如何規模化、可控地制造高性能纖維探針，是推動其實際應用的關鍵。文章詳細總結了包括濕法紡絲、熱拉伸、微流控紡絲與3D打印在內的多種纖維制備技術，以及纖維探針結構設計的相關策略。
圖3. 典型纖維探針制備工藝示意圖。從濕法紡絲到熱拉伸、微流控與3D打印，不同技術路線各具特色，共同推動纖維探針走向功能多樣與規模制造。
纖維狀探針憑借一維結構的天然優勢，具備出色的多功能集成潛力，能夠將電、光、化學等多種模塊融合于單根探針中。通過系統化設計與分層組裝，探針不僅能夠實現功能協同與空間緊湊，還可以保障整體的柔性、穩定性與生物適應性。未來，這種結構有望推動微創植入設備向著智能、復雜與多模態協同方向發展。
圖4. 纖維狀探針的多功能集成與系統化設計。
盡管基于生物材料的纖維狀植入式探針在結構設計、功能集成與生物適應性方面取得了重要進展，但距離實際臨床應用仍面臨諸多挑戰。首先，如何在保證柔性與生物相容性的前提下，進一步提升探針的功能密度與信號傳輸性能，是當前亟需解決的技術瓶頸。其次，規模化、低成本的制造工藝仍不成熟，限制了其大規模推廣應用的可能性。此外，探針在長期植入環境下的穩定性、可控降解性以及與宿主組織的動態協同適應能力仍有待深入探索。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1002/adma.202504372
DOI: 10.1002/adma.202504372
邵元龍課題組博士后招聘啟事（長期有效）
課題組主要聚焦烯碳纖維及紡絲物理化學領域，旨在開發烯碳復合生物質凝膠纖維，探索其在植入式纖維電極、人體界面傳感、計算、能量收集存儲等方面的智能應用。長期招聘相關研究方向博士后，歡迎具有相關研究背景的優秀博士加盟。
課題組網頁：https://faculty.pku.edu.cn/shaoyuanlong/zh_CN/index.htm
崗位要求
1.已經或即將取得國內外知名高校及科研院所的材料、生物、物理、化學等理工科博士學位；
2.具備高分子物理/化學、生物、纖維等方向研究經驗的優先錄取；
3.身心健康，品行端正，富有責任感，對創新研究有強烈的興趣和追求，具有獨立科研能力，工作態度積極熱情；
4.具有良好的團隊協作能力和溝通交流能力，較強的中英文交流寫作能力。
崗位待遇
博士后基本待遇按照北京大學博士后管理辦法執行，待遇條件具有競爭力。詳細信息可參見相關申請公告：
https://postdocs.pku.edu.cn、
https://www.mse.pku.edu.cn/info/1013/3735.htm、
https://www.mse.pku.edu.cn/info/1013/3736.htm。
博士后出站后可以推薦并優先擇優錄用至國內外科研院校工作，并優先享受國家和北京市各項科技、人才和創新創業政策。表現優異的博士后有機會在工作期間出國學習，或出站后推薦去國外優秀研究組繼續深造。
應聘材料
詳細的個人簡歷，包括學習經歷、工作經歷、研究工作內容、主要學術成果。
有意向請聯系：shaoyuanlong@pku.edu.cn
請在郵件主題注明：博士后申請+博士畢業院校。
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