Кордони між біологією та технологіями дедалі більше стираються. Дослідники з університетів Лінчепінг, Лунд і Гетеборг у Швеції успішно виростили електроди в живих тканинах. Результати дослідження прокладають шлях для нових методів лікування, заснованих на електронних схемах, повністю інтегрованих з живими організмами.
Поєднання електроніки та живих тканин є величезним прогресом, який може допомогти нам зрозуміти складні біологічні функції організму, боротися із захворюваннями мозку та розробити технології майбутнього, які з’єднають людину та машину.
Звичайна біоелектроніка мала фіксований і статичний дизайн, який було важко взаємодіяти з живими тканинами та сигнальними системами. Щоб подолати цей розрив між біологією та технологіями, вчені розробили метод створення м’яких матеріалів без субстрату, які проводять електричні сигнали в живих тканинах. Вводячи гель, що містить специфічні ферменти, дослідники змогли виростити електроди в тканинах рибок даніо ( Danio rerio ) і медичних п’явок.
“Контакт із тканинами тіла змінює структуру гелю та робить його електропровідним. Залежно від тканини ми також можемо регулювати склад гелю, щоб запустити процес провідності”, – пояснює співавтор дослідження Ксенофон Стракосас з Університету Лунда.
Нова техніка використовує хімічні процеси в організмі для створення провідного матеріалу. Немає потреби в генетичній модифікації чи зовнішніх сигналах, таких як світло чи електрика. У попередніх експериментах це було необхідно. Шведські дослідники досягли такого ефекту першими в світі, пишуть Економічні Новини.
Нова парадигма біоелектроніки
Результати досліджень прокладають шлях до нової парадигми в біоелектроніці. Раніше для запуску електричних процесів у тіло потрібно було імплантувати фізичні об’єкти. Надалі такого ж ефекту можна досягти шляхом ін’єкційного введення гелю.
Дослідники зазначають, що їхній метод може націлювати провідний матеріал на певні біологічні субструктури і таким чином створювати зв’язки, що стимулюють нерви. У довгостроковій перспективі це може призвести до електронних схем, які будуть повністю інтегровані в живі організми.
Звичайна біоелектроніка мала фіксований і статичний дизайн, який було важко взаємодіяти з живими тканинами та сигнальними системами. Щоб подолати цей розрив між біологією та технологіями, вчені розробили метод створення м’яких матеріалів без субстрату, які проводять електричні сигнали в живих тканинах. Вводячи гель, що містить специфічні ферменти, дослідники змогли виростити електроди в тканинах рибок даніо ( Danio rerio ) і медичних п’явок.
“Контакт із тканинами тіла змінює структуру гелю та робить його електропровідним. Залежно від тканини ми також можемо регулювати склад гелю, щоб запустити процес провідності”,- пояснює співавтор дослідження Ксенофон Стракосас з Університету Лунда.
Нова техніка використовує хімічні процеси в організмі для створення провідного матеріалу. Немає потреби в генетичній модифікації чи зовнішніх сигналах, таких як світло чи електрика. У попередніх експериментах це було необхідно. Шведські дослідники досягли такого ефекту першими в світі.
В експериментах, проведених в Університеті Лунда, команда змогла створити електроди в мозку, серці та хвостовому плавнику риб, а також навколо нервової тканини п’явок. Тварини не виявили побічних ефектів при введенні гелю, і на них не вплинуло формування електродів. Однією з багатьох проблем у цьому типі досліджень є врахування імунної системи тварин, яка може почати боротися з ін’єкційним наркотиком.
«Змінивши хімічний склад гелю, ми змогли розробити електроди, які сприймалися тканиною мозку та імунною системою. Риба чудово підходить для вивчення органічних електродів у мозку, каже проф. Роджер Олссон з медичного факультету Лундського університету.
