این سنسور کوچک بر پیشروی بیماری نظارت می کند
با فناوری: یک سنسور جدید زیست سازگار که با بافت های بدن منطبق است، امکان نظارت بر مغز را در مراحل پیشروی بیماری فراهم می آورد.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا، محققان «دانشگاه کالیفرنیا ارواین»(UC Irvine) و «دانشگاه کلمبیا»(Columbia University)، ترانزیستورها را در یک ماده نرم تعبیه کرده اند تا یک سنسور زیست سازگار بسازند که بر عملکردهای عصبی در مراحل متوالی پیشروی بیماری نظارت می کند.
به نقل از وب سایت رسمی دانشگاه کالیفرنیا ارواین، محققان فناوری خودرا که از ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی تشکیل شده است، دارای دروازه یونی و آلی توصیف کردند که از نظر شیمیایی، بیولوژیکی و الکترونیکی نسبت به فناوری های سفت سیلیکونی، سازگاری بیشتری با بافت های زنده دارد. دستگاه پزشکی مبتنی بر این ترانزیستورها می تواند در قسمت های حساس بدن کار کند و حتی همزمان با رشد آنها با ساختارهای اندام مطابقت داشته باشد.
«دیون خداقلی»(Dion Khodagholy) استاد عالی دانشکده مهندسی برق و علوم کامپیوتر دانشگاه کالیفرنیا ارواین و سرپرست این پژوهش اظهار داشت: الکترونیک پیشرفته چندین دهه است که به توسعه خود ادامه می دهد و به این علت، ذخیره بزرگی از طرح ها برای مدار وجود دارد. مشکل این است که بیشتر ترانزیستورها و تقویت کننده ها با فیزیولوژی بدن ما سازگار نیستند. ما برای نوآوری خود، از مواد پلیمری آلی استفاده کردیم که ذاتا از نظر بیولوژیکی به ما نزدیک تر هستند و آنرا طوری طراحی کردیم که با یون ها تعامل داشته باشد برای اینکه زبان مغز و بدن یونی است و نه الکترونیکی.
در عرصه بیوالکترونیک استاندارد، ترانزیستورهای مکمل از مواد گوناگونی تشکیل شده اند تا قطبیت متفاوت سیگنال ها را نشان دهند. آنها علاوه بر دست وپاگیر بودن، هنگام کاشت در مناطق حساس بدن، خطر سمی کردن آنها را نیز به همراه دارند. این گروه پژوهشی با ساخت ترانزیستورها به یک شکل نامتقارن که آنها را قادر می سازد تا با بهره گیری از یک ماده زیست سازگار کار کنند، این مشکل را حل کردند.
«دانکن ویسنیوسکی»(Duncan Wisniewski) دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه کلمبیا گفت. ترانزیستور مانند یک دریچه ساده است که جریان را کنترل می کند. پروسه فیزیکی کنترل کننده در ترانزیستورهای ما توسط آلایش الکتروشیمیایی و حذف آلایش کانال کنترل می شود. بوسیله طراحی دستگاه هایی با اتصال های نامتقارن می توانیم محل آلایش را در کانال کنترل نماییم و تمرکز را از پتانسیل منفی به پتانسیل مثبت تغییر دهیم. این تکنیک طراحی به ما امکان می دهد تا با بهره گیری از یک ماده واحد، یک دستگاه مکمل بسازیم.
ویسنیوسکی اضافه کرد: چیدمان ترانزیستورها در یک ماده تک پلیمری کوچک تر، پروسه ساخت را بسیار ساده می کند، تولید را در مقیاس بزرگ ممکن می سازد و فرصت هایی را برای بسط فناوری فراتر از کاربرد اصلی فراهم می آورد.
خداقلی با اشاره به اینکه کار گروهش یک مزیت دیگر را در مقیاس پذیری دارد، اظهار داشت: شما می توانید اندازه های متفاوتی را از دستگاه بسازید و همچنان این مکمل را حفظ کنید. حتی می توانید مواد را تغییر دهید که این نوآوری را در موقعیت های مختلف قابل اجرا می کند.
مزیت دیگر این است که دستگاه را می توان در بدن یک حیوان درحال رشد کاشت که با رشد ارگانیسم در ساختارهای بافتی مقاومت کند. چنین کاری با ایمپلنت های سفت سیلیکونی ممکن نیست.
«جنیفر گلیناس»(Jennifer Gelinas) دانشیار کالبدشناسی و زیست شناسی عصبی دانشگاه کالیفرنیا ارواین و پزشک «بیمارستان خردسالان اورنج کانتی»(CHOC) اظهار داشت: این ویژگی، دستگاه را خصوصاً جهت استفاده در خردسالان سودمند می سازد.
خداقلی اظهار داشت: ما توانایی خودرا در ایجاد مدارهای یکپارچه مکمل و قوی نشان دادیم که قادر به دریافت و پردازش سیگنال های بیولوژیکی با کیفیت هستند. ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی با دروازه یونی و مکمل، کاربرد بیوالکترونیک را در دستگاه هایی که بطور سنتی بر اجزای بزرگ و غیر سازگار متکی بوده اند، بطور چشمگیری گسترش خواهند داد.
این پژوهش در مجله «Nature Communications» به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب