По словам ученых, открытие решает главную проблему подключения электроники к человеческому телу. Если традиционные материалы для микроэлектроники, такие как кремний и золото, вызывают образование рубцов во время имплантации, что приводит к нарушению потока электрических сигналов и последующим сбоям системы, то новый полимер способен стабильно работать в течение длительного срока эксплуатации.
«Когда у нас возникла идея этого проекта, мы попытались связать жесткие неорганические микроэлектроды с мозгом. Однако мозг состоит из органических, соленых и живых материалов. Это решение не сработало, поэтому мы решили, что должен быть и лучший способ», - рассказал о зарождении проекта руководитель исследования Дэвид Мартин.
Химики перебрали множество материалов в последующей серии испытаний и перешли на органические электронные компоненты, используемые в небиологических устройствах. Лучшим решением оказался химически стабильный образец, который продавался в обычном магазине электроники как антистатическое покрытие для электронных дисплеев. Тестирование подтвердило, что полимер обладает свойствами, необходимыми для взаимодействия аппаратного обеспечения и тканей человека.
Открытие привело к новой серии экспериментов с функциональными группами органических соединений. Ученым удалось интегрировать карбоновую кислоту, альдегид и малеимид к мономеру этилендиокситиофена (EDOT) и получить универсальные свойства для создания полимеров с множеством функций. Последний, малеимид, оказался наиболее эффективным, поскольку может быть использован для объединения электронных материалов с пептидами, антителами или ДНК.
«Назовите свою любимую биомолекулу, и мы, в принципе, сможем сделать оболочку PEDOT, содержащую любую биофункциональную группу, которая может вас заинтересовать», - заявляет Мартин.
Последним достижением команды Мартина стало создание оболочки PEDOT с прикрепленными антителами к фактору роста эндотелия сосудов (VEGF). VEGF стимулирует рост кровеносных сосудов после травмы, а опухоли захватывают этот белок, чтобы улучшить кровообращение. Система может действовать в качестве датчика для обнаружения сверхэкспрессии VEGF и, следовательно, диагностировать заболевание на самых ранних стадиях.
В конечном счете ученые планируют использовать открытие в медицине следующего поколения и для интеграции электронных устройств в живые организмы, а, в будущем, и для объединения человека с искусственным интеллектом.
Свежие комментарии