Генеральный

Датчики, напечатанные на мармеладных конфетах, могут контролировать функции сердца или мозга


Что, если бы пациенты могли проглотить свои собственные сенсоры? На этот вопрос ответила группа европейских исследователей, разработав новый способ наблюдения за пациентами. Команда из Технического университета Мюнхена разработала способ печати микроэлектродов на мармеладных конфетах. Они надеются, что мармеладки станут более сладким и простым способом отслеживания электрических сигналов в мозгу или сердце.

Микроэлектроды нуждаются в мягком материале для наилучшего функционирования, и команда профессора Бернхарда Вольфрума нестандартно подошла к поиску уникального вещества. Исследователи использовали струйную печать, чтобы нанести матрицу микроэлектродов на популярные жевательные конфеты. Набор содержит большое количество электродов и может успешно обнаруживать изменения напряжения, обнаруживаемые в нейронах или мышечных клетках.

Мармеладные мишки также дали массе дополнительное преимущество в виде фирменной мягкости конфет. Часто массивы микроэлектродов содержат твердые материалы, такие как кремний. Команда UTM отметила, что эти материалы плохо себя чувствуют при контакте с живыми клетками. В лабораторных условиях жесткость даже самого маленького датчика может вызвать воспаление, повлиять на форму клетки или даже привести к прекращению функционирования органа в результате реакции на материалы электродов.

Жевательные конфеты оказали смягчающее действие на массу, что, по словам исследователей, дало положительные результаты. Это также ускорило зачастую трудоемкий процесс и позволило команде отказаться от специального оборудования, необходимого для изготовления электродных решеток.

«Если вместо этого вы напечатаете электроды, вы сможете изготовить прототип относительно быстро и дешево. То же самое применимо, если вам нужно переделать его», - пояснил Вольфрам, профессор нейроэлектроники в ТУМ. «Быстрое прототипирование такого рода позволяет нам работать совершенно по-новому».

Команда пояснила, что электроды были напечатаны с использованием высокотехнологичной версии струйного принтера. Сами электроды были чернилами на углеродной основе. Чтобы датчики не были слишком чувствительными, команда нанесла нейронный защитный слой на угольные дорожки.

Важно отметить, что команда использовала не просто мармеладных мишек, купленных в магазине, для этого процесса. Они протестировали множество веществ, например, более мягкую форму кремния, прежде чем осесть на желатин.

Во время этих тестов с клеточными культурами исследователи UTM подтвердили, что датчики давали надежные измерения. Датчики могут идентифицировать и отслеживать измерения как отдельные ячейки.

«Сложность заключается в точной настройке всех компонентов - как технических настроек принтера, так и состава чернил», - сказал Нуран Адли, первый автор исследования.

Команда UTM заявила, что этот процесс можно использовать в различных областях. Этот процесс будет работать для быстрого создания прототипов в исследованиях. Привлекательность мармеладных мишек может облегчить лечение пациентов, особенно если они более молодые пациенты, которые не решаются или боятся наблюдения.

«В будущем подобные мягкие структуры можно будет использовать, например, для мониторинга нервных или сердечных функций в организме или даже в качестве кардиостимулятора», - сказал Вольфрум.

Команда продолжит работу над самой электродной решеткой. Они хотят разработать более сложную трехмерную версию массива микроэлектродов. Они также узнают больше о печатных датчиках, которые могут реагировать на различные химические вещества, а не отслеживать электрические колебания.


Смотреть видео: Это не знают даже аптекари! 10 применений валерьянки, которые вас точно удивят 4-е бомба! (January 2022).