Разработиха гел за отглеждане на електроди в жив организъм
Границите сред биологията и технологиите се размиват. Изследователи от университетите в Линкьопинг, Лунд и Гьотеборг в Швеция съумяват да отгледат сполучливо електроди в жива тъкан, употребявайки молекулите на тялото като тригери. Резултатът, оповестен в списание Science, проправя пътя към основаването на изцяло интегрирани електронни схеми в живи организми.
" От няколко десетилетия се опитваме да създадем електроника, която да имитира биологията. Сега разрешаваме на биологията да сътвори електрониката вместо нас ", споделя професор Магнус Берггрен от Лабораторията за органична електроника (LOE), към Университета в Линкьопинг.
Интегрирането на електроника в тялото е ключът към осъществяването на значими проучвания в региона на биологията, които могат да доведат до нови способи за битка с редица патологии, както и до нови генерации интерфейси мозък-компютър. Въпреки това стандартната биоелектроника, създадена редом с полупроводниковата промишленост, има закрепен и неподвижен дизайн, който е сложен, в случай че не и неосъществим, за съчетание с живи биологични сигнални системи.
За да преодолеят тази бездна сред биологията и технологиите, откривателите разработват метод за основаване на меки (без субстрат) електронно проводими материали в жива тъкан. Чрез инжектиране на гел, съдържащ ензими като " монтажни молекули ", откривателите съумяват да отгледат електроди в тъканите на зебра и медицински пиявици.
" Контактът с телесните субстанции трансформира структурата на гела и го прави електропроводим, какъвто не е преди инжектирането. В взаимозависимост от тъканта можем също по този начин да контролираме състава на гела, с цел да задвижим електрическия развой ", споделя Ксенофон Стракосас, откривател в LOE и Университета в Лунд и един от главните създатели на проучването.
Ендогенните молекули на организма са задоволителни, с цел да провокират образуването на електроди. Няма потребност от генетична трансформация или външни сигнали, като да вземем за пример светлина или електрическа сила, което е било належащо при предходни опити. Шведските откриватели са първите в света, които съумяват да създадат това.
Тяхното проучване проправя пътя към нова парадигма в биоелектрониката. Ако до момента бяха нужни вградени физически обекти, с цел да се започват електронни процеси в тялото, в бъдеще ще бъде задоволително инжектирането на вискозен гел.
В своето проучване откривателите демонстрират още, че методът може да насочи електроннопроводимия материал към характерни биологични подструктури и по този метод да сътвори подобаващи интерфейси за нервна стимулация. В дълготраен проект може да стане допустимо изработването на изцяло интегрирани електронни схеми в живи организми.
В опити, извършени в университета в Лунд, екипът сполучливо реализира образуване на електроди в мозъка, сърцето и опашните перки на зебрата и към нервната тъкан на медицински пиявици. Животните не са били повредени от инжектирания гел и не са били наранени от образуването на електродите. Едно от многото провокации при тези опити беше да се вземе поради имунната система на животните.
" Като направихме интелигентни промени в химията, успяхме да разработим електроди, които се одобряват от мозъчната тъкан и имунната система. Зебрата е отличен модел за проучване на органични електроди в мозъка ", споделя професор Роджър Олсон от Медицинския факултет на Университета в Лунд, който има и химическа лаборатория в Университета в Гьотеборг.
Именно професор Роджър Олсон поема самодейността за проучването, откакто прочита за електронната роза, създадена от откриватели в Университета в Линкьопинг през 2015 година Един от изследователските проблеми и значима разлика сред растенията и животните е разликата в структурата на клетките. Докато растенията имат твърди клетъчни стени, които разрешават образуването на електроди, животинските кафези са по-скоро мека маса. Създаването на гел с задоволително допустима конструкция и подобаваща композиция от субстанции за формиране на електроди в такава среда беше предизвикателство, чието решение лиши доста години.
Източник: EurekAlert
Изследването е оповестено в Science.
