Niewidoczne, wszczepialne sensory medyczne

Rozwijając niewidoczne wszczepialne sensory medyczne, zespół inżynierów Uniwersytetu Wisconsin-Madison przezwyciężył główny techniczny problem jaki do tej pory stawał na przeszkodzie naukowcom w zrozumieniu procesów zachodzących w mózgu.

gears-812133_1920Zespół opisał opracowaną przez siebie technologie, która odnosi się do różnorodnych dziedzin, zaczynając od kardiologii, a kończąc na soczewkach kontaktowych. Wyniki obserwacji zostały opisane w internetowym wydaniu magazynu Nature Communications.

Naukowcy zajmowali się badaniem neuronów, ich kontrolą oraz stymulacją mózgu za pomocą technik obrazowania w połączeniu z czujnikami implantacji. Takie rozwiązanie pozwoliło im na ciągłe przechwytywanie i gromadzenie ulotnych sygnałów mózgowych, a to z kolei na obserwacje aktywności mózgu. Zadanie to nie jest wcale łatwe, biorąc pod uwagę występowanie czynników blokujących ten widok.

„Jednym z wyzwań technologii implantu nerwowego jest fakt, iż my naprawdę chcemy mieć implant, który nie koliduje z żadnym z tradycyjnych i znanych urządzeń diagnostyki obrazowej”, mówi Justin Williams, profesor inżynierii biomedycznej i neurochirurgii Uniwersytetu Wisconsin-Madison.

„Tradycyjny implant wygląda jak kwadrat z kropkami, nic nie head-746550_1920można przez niego zobaczyć. My podczas prac dążyliśmy do powstania przejrzystego urządzenia elektronicznego.

Naukowcy wybrali grafen, materiał zyskujący szersze zastosowanie w produkcji ogniw słonecznych do elektroniki, ze względu na jego wszechstronność i biokompatybilność. Rzeczywiście, umożliwia on stworzenie elastycznych i przejrzystych układów elektronicznych grubości zaledwie 4 atomów – zdumiewająca cienkość możliwa do osiągnięcia przez doskonałe właściwości przewodzące grafenu.

binary-797274_1920„Wykorzystany materiał musi być bardzo cienki i wytrzymały, aby przetrwać w organizmie”, mówi Zhenqiang Mamo, profesor inżynierii elektrycznej i informatyki na Uniwersytecie Wisconsin-Madison. „Zastosowana substancja jest miękka i elastyczna, a to dobry kompromis między przejrzystością, wytrzymałością i przewodnością.”

Opierając się na swoim doświadczeniu w rozwijaniu rewolucyjnych, elastycznych układów elektronicznych, Williams wraz ze studentami zaprojektował i wykonał tablice mikroelektrod, która – w odróżnieniu od dotychczasowych urządzeń – pozwala na pracę, która idzie w parze z technologiami obrazowania. „Inne mikro urządzenia mogą być przezroczyste na jednej długości fali, natomiast na innych tracą swoje właściwości,” mówi Ma. „Nasze urządzenia są przejrzyste pod wieloma spektrami, od ultrafioletu do głębokiej podczerwieni. Zdarza się, iż po wszczepieniu nie są widoczne na skanach”.

Przezroczyste czujniki mogą być dobrodziejstwem w terapii neuromodulacji, którą lekarze coraz częściej używają w celu kontrolowania objawów, funkcja i łagodzenia bólu, u chorych z chorobami lub zaburzeniami, takimi jak nadciśnienie, padaczki, choroba Parkinsona, mówi Kip Ludwig, dyrektor Narodowego Instytutu Zdrowia zajmującego się m.in. badaniami z zakresu inżynierii neuronowej.

Na podstawie: http://www.news.wisc.edu/23214

 

 

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *