可植入式微系统是指利用微纳米技术实现能够长期在体内存在且能够实现特定生物学功能的微纳器件与系统，是微纳米技术的重要研究方向之一。与消费性电子器件、可穿戴器件应用对微纳器件低成本的苛刻要求不同，由于其临床应用的特殊价值，可植入式微系统往往可以接受较高的制造成本，因此可以应用较复杂、高成本的工艺技术来实现特定的功能，这也推动了相关MEMS技术的发展。此外，长期体内植入的应用对系统材料的生物兼容性、生理环境兼容性、能量收集与储存、供电等特性也提出了严格的要求，推动了相关微纳米技术的发展。

目前，主要的可植入式微系统研究对象包括人工耳蜗、人工视网膜芯片、植入式眼压计、神经刺激/控制微系统、植入式药物释放泵(包括眼内药物泵、胰岛素泵等)，以及上述应用所需的微泵、微流量计、微电极(阵列)等。此外，系统封装、能量收集与传输、处理电路也是可植入式微系统研究中的关键问题。

可植入式微系统的实现手段主要为微机电系统(MEMS)技术。为了与体内柔性组织植入应用相适应，可植入式微系统需要建立在柔性MEMS技术的基础上。C型聚对二甲苯(Parylene C)已获得美国FDA认证，是当前可植入式微系统的主要衬底材料，如面向人工视网膜芯片的Parylene C柔性微电极阵列。针对某些较高弹性的应用需求，植入级聚二甲基硅氧烷(PDMS) 也常被用于可植入式微系统中，如眼内可控氧释放植入系统。

封装是可植入式微系统所面对的关键挑战:一方面，大部分可植入式微系统需要通过与生物组织的直接接触来执行相应功能，如微电极刺激/信号采集，因此长期植入过程中由于电极表面的组织增生导致的电极界面电性能退化，是可植入式微系统真正得到长期应用所急需解决的关键问题之一;另一方面，长期植入有可能导致组织体液渗入微系统，具有高离子浓度的组织体液会严重影响微系统中控制电路的性能，因此组织体液的隔离技术也是发展可植入式微系统必须解决的关键问题。

绝大多数可植入式微系统属于主动式微系统，因此需要消耗能量以实现特定的功能，包括电学加载、机械动作、信号处理与传输等。目前通过近体无线传输方式已经在一定程度上解决了此类问题，但更高效率、更高功率的能量传输，以及稳定可靠的能量储存，仍是当前可植入式微系统能量管理系统的关键问题。

信号处理电路是提高可植入式微系统性能的关键，特别是依赖于大规模微电极阵列实现高分辨率刺激或信号采集的可植入式微系统的关键，如人造视网膜芯片就需要依赖大规模阵列信号处理电路的支持。