Полимер для имплантатов улучшит возможности диагностики и создания интерфейса мозг-компьютер

Полимер для имплантатов улучшит возможности диагностики и создания интерфейса мозг-компьютер

25 Aug 2020
18
Прослушать

Традиционные микроэлектронные материалы, используемые в имплантатах, такие как кремний, золото, нержавеющая сталь и иридий, вызывают рубцевание при имплантации. При применении в мышечной или мозговой ткани рубцы искажают электрические сигналы, что не позволяет устройству правильно работать. Американские ученые из университета Делавэра пришли к выводу, что для преодоления этой проблемы необходимо использовать специализированное покрытие.

Они разработали биосинтетическое покрытие для электронных компонентов имплантатов, которое позволило бы избежать рубцевания (и нарушения сигнала), вызванного традиционными микроэлектронными материалами. Разработчики нашли химически стабильный полимер, который сегодня применяется, в частности, в качестве антистатического покрытия для электронных дисплеев. После тестирования исследователи обнаружили, что этот материал обладает свойствами, необходимыми для сопряжения аппаратуры и человеческих тканей. Полимер PEDOT или poly(3,4-ethylenedioxythiophene) улучшил характеристики медицинских имплантатов, понизив их импеданс на два-три порядка, тем самым увеличив качество сигнала и срок службы батарей у пациентов.

Совсем недавно ученые создали пленку PEDOT с прикрепленным антителом к сосудистому эндотелиальному фактору роста (VEGF). VEGF стимулирует рост кровеносных сосудов после травмы, и опухоли захватывают этот белок для увеличения их кровоснабжения. Полимер, разработанный командой, может действовать в качестве датчика для обнаружения чрезмерной экспрессии VEGF и, таким образом, ранних стадий заболевания и роста опухоли среди других возможных применений.

Пленки могут помочь чувствовать или лечить расстройства мозга или нервной системы, при этом могут использоваться версии, которые теоретически способны присоединять пептиды, антитела и ДНК. Например, ученые делали полимер с дофамином, который играет роль в аддиктивном поведении. По словам разработчиков, эти биологически-синтетические гибридные материалы когда-нибудь могут быть полезны для слияния искусственного интеллекта с человеческим мозгом.