Verenkierrossa kulkevaa elektroniikkaa

MIT:n tutkijat kehittäneet mikroskooppista, langatonta bioelektroniikkaa, joka voisi kulkea kehon verenkiertoelimistön läpi ja kiinnittyä itsenäisesti aivojen kohdealueelle, jossa se tarjoaisi kohdennettua hoitoa.

Hiirillä tehdyssä tutkimuksessa tutkijat osoittivat, että injektion jälkeen nämä pienet implantit pystyvät tunnistamaan tietyn aivoalueen ja kulkemaan sinne ilman ihmisen ohjausta. Alueella ne voidaan kytkeä langattomasti sähköstimulaatioon tarkalle alueelle. Tällainen stimulaatio, joka tunnetaan neuromodulaationa, on osoittautunut lupaavaksi keinoksi hoitaa aivokasvaimia ja sairauksia, kuten Alzheimerin tautia ja multippeliskleroosia.

Lisäksi, koska elektroniset laitteet integroidaan eläviin, biologisiin soluihin ennen niiden kehoon ujuttamista, kehon immuunijärjestelmä ei hyökkää niihin ja ne voivat ylittää veri-aivoesteen jättäen sen ehjäksi. Tämä ylläpitää veri-aivoesteen ratkaisevaa suojaa aivoille.

Tutkijat osoittivat tämän "circulatronicsiksi" kutsumansa teknologian käytön aivojen tulehduksen kohdentamiseen, joka on merkittävä tekijä monien neurologisten sairauksien etenemisessä. He osoittavat, että implantit voivat tarjota paikallista neuromodulaatiota syvällä aivoissa ja saavuttaa suuren tarkkuuden, jopa muutaman mikronin tarkkuudella kohdealueen ympärillä.

Tiimi on työskennellyt sirkulatroniikan parissa yli kuusi vuotta. Elektroniset laitteet koostuvat orgaanisista puolijohtavista polymeerikerroksista, jotka on sijoitettu metallikerrosten väliin luomaan elektroninen heterorakenne.

Ne valmistetaan CMOS-yhteensopivilla prosesseilla ja integroidaan sitten eläviin soluihin solu-elektroniikkahybridien luomiseksi.

Niiden toiminnan avain on pienen elektroniikan korkea langaton tehonmuunnoshyötysuhde. Tämä mahdollistaa laitteiden toiminnan syvällä aivoissa ja silti niiden on mahdollista hyödyntää riittävästi energiaa neuromodulaatioon.

Lisäksi, koska circulatronics-laitteet ovat niin pieniä, ne tarjoavat paljon suurempaa tarkkuutta kuin perinteiset elektrodit. Ne voivat istuttaa itsensä itse, mikä johtaa miljooniin mikroskooppisiin stimulaatiokohtiin, jotka ottavat kohdealueen tarkan muodon.

Aiheesta aiemmin:

Integroituvaa ja ferrosähköistä bioelektroniikkaa

Syövänhoitoa magneettisilla siemenillä