الکترودهایی که فیت بدن هستند!

تاریخ : ۳۱ تیر ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۲۵۰

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان با استفاده از نانولوله کربنی، هیدروژل و گرافن، الکترودی ساختند که میتواند روی سطح مورد نظر بدن مثل مغز قرار گیرد و محدودیت ولتاژ یا شکل بستر را برای کاربردهای پزشکی نداشته باشد.

از آرایه‌های الکترودهای فلزی معمولا در حوزه پزشکی که نیاز به نظارت یا رساندن تکانه های الکتریکی در بدن دارند، مانند جراحی مغز و نقشه برداری از بیماران مبتلا به صرع استفاده می شود. با این حال، مواد فلزی و پلاستیکی سفت و انعطاف پذیر نیستند در حالی که بافت های بدن نرم و قابل انعطاف هستند. این عدم تطابق مکان‌هایی را که می توان از آرایه‌های الکترود با موفقیت استفاده کرد‌، محدود می‌کند و همچنین برای انتقال جریان بین الکترود و هدف نیاز به استفاده از مقدار زیادی جریان الکتریکی است.

تیمی از دانشمندان موسسه وایس در دانشگاه هاروارد و دانشکده مهندسی و علوم کاربردی John A. Paulson (SEAS) با الهام از خصوصیات فیزیکی منحصر به فرد بافت‌های زنده انسان، آرایه‌های الکترود انعطاف پذیر و فاقد فلز ایجاد کرده اند که کاملاً مطابق با اشکال بی شمار بدن از چین های عمیق مغز گرفته تا اعصاب الیافی شکل قلب است. با کمک این الکترودها تکانه های الکتریکی با ولتاژهای کمتر مورد نیاز خواهد بود، استفاده از آنها را در مناطق با دسترسی محدود بدن را امکان پذیر می کند و خطر آسیب به اندام‌های ظریف را به حداقل می رساند.

برخلاف الکترودهای استاندارد که از اجزای فلزی سفت و سخت ساخته شده اند، الکترود هیدروژل از طریق ترکیبی از نانولوله‌های کربنی و گرافن جاسازی شده در یک هیدروژل آلژینات فوق العاده انعطاف پذیر به هدایت الکتریکی دست می یابد.

کریستینا ترینگیدس، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در موسسه وایس گفت: «الکترودهای ما مبتنی بر هیدروژل بوده و به سادگی روی هر بافتی را که روی آن قرار می گیرند، تثبیت می‌شوند و دستگاه های پزشکی کمتر تهاجمی و شخصی را ایجاد می کنند.»

نتایج این پروژه در نشریه  Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.

یکی از مشخصه های بافت‌های زنده، به ویژه مغز و نخاع، "ویسکوالاستیک" بودن آنهاست، یعنی اگر به آنها فشار وارد شود و سپس آزاد شود، آنها به شکل اولیه خود باز می گردند، اما به طور دائمی تغییر شکل می دهند.

ترینگیدز و همکارانش دریافتند که هیدروژل‌های آلژینات، که برای فعالیت‌های مختلفی از جمله چسب‌های جراحی و کپسوله‌سازی تک سلولی در موسسه وایس ساخته شده اند، نیز ویسکوالاستیک هستند. با توجه به سابقه خود در مهندسی عصبی، تیم ترینگیدس تصمیم گرفت تلاش کند تا الکترودهای کاملا ویسکوالاستیکی ایجاد کند که بتواند با خاصیت الاستیسیته مغز مطابقت داشته باشد تا نظارت عصبی و الکتریکی ایمن‌تری داشته باشد. الکترودهای استاندارد از آرایه‌های رسانای فلزی موجود در یک فیلم پلاستیکی نازک ساخته می شوند و تا یک میلیون برابر سفت تر از مغز هستند.

منبع : https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=58321.php

نظر شما