Nowa miękka bioelektroniczna siatka testowana na nadgarstku człowieka i pulsującym sercu świni

Anonim

Zespół badawczy w Centrum Badań Nanocząsteczek, w ramach Instytutu Podstawowych Nauk (IBS), opracował nadające się do noszenia i wszczepialne urządzenie, które mierzy sygnały elektrofizjologiczne i stosuje stymulacje elektryczne i cieplne. Dostarcza informacji na temat dysfunkcji mięśnia i serca, a zatem może być stosowany do łagodzenia bólu, rehabilitacji i kontroli motorycznej protez. Jako pierwszy miękki implant zdolny do rejestrowania czynności serca w wielu punktach serca świni, prototyp ten, opisany w Nature Nanotechnology, mógłby przyczynić się do badań i produkcji przyszłej bioelektroniki.

Naukowcy z IBS wykorzystali to nowe urządzenie na ludzkiej skórze do zapisu danych elektrokardiogramu (EKG) i elektromiogramu (EMG). Dzięki swojej miękkości, elastyczności i rozciągliwości może podążać za konturami elastycznych stawów, takich jak nadgarstek. Zużyte na przedramieniu monitorowało jednocześnie sygnały EMG i dostarczało stymulację elektryczną i cieplną, które można zastosować w zastosowaniach terapeutycznych.

Zespół badawczy opracował również dużą, dostosowaną do potrzeb użytkownika siatkę, która pasuje do dolnej części serca świni. Owinięty wokół serca, implant może odczytywać sygnały z całego narządu, aby zidentyfikować możliwe zmiany i pomóc odzyskać. Na przykład był w stanie zarejestrować zmianę sygnału EKG spowodowaną ostrym atakiem serca. Siatka jest stabilna podczas powtarzających się ruchów serca i nie zakłóca czynności pompowania serca.

"Chociaż zgłaszano różne miękkie urządzenia sercowe dla serca szczura, to badanie na świniach może przybliżać fizjologię człowieka dokładniej, " mówi CHOI Suji, pierwszy współautor badania. "Naszym celem jest zbadanie chorób serca i bardziej efektywne stymulowanie serca poprzez synchronizację aktywności pompowania serca."

Ta elastyczna i przewodząca łatka składa się ze srebrnych nanodrutów pokrytych złotem zmieszanych z typem gumy o nazwie polistyren-butadien-styren (SBS). Konwencjonalne gumy przewodzące z srebrnego drutu mają ograniczone zastosowania biomedyczne, ponieważ srebro jest toksyczne. W tym badaniu złota osłona zapobiega wymywaniu srebra i korozji powodowanej przez powietrze i płyny biologiczne, takie jak pot.

"Wykorzystaliśmy wysoką przewodność srebra, rozciągliwość SBS i wysoką biokompatybilność złota" - wyjaśnia HYEON Taeghwan, dyrektor Centrum Badań Nanocząsteczek i jego współautor. "Znalezienie właściwej proporcji każdego materiału było kluczem do sukcesu."

Przyszłe plany badawcze obejmują jeszcze większe zwiększenie przewodności i rozciągliwości dzięki opracowaniu nowatorskich, nietoksycznych materiałów i badaniu efektu terapeutycznego siatki w chorobach serca.

menu
menu