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有没有更好的方法来创建有机生物电子?

发布时间:2019-01-27 13:44:26 来源:

随着对神经系统通信的科学和医学兴趣的增加,对生物医学装置的需求正在增长,这些装置可以更好地记录和刺激神经系统,以及以精确剂量递送药物和生物分子。

休斯顿大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员报告了一种新的生物相容性神经装置制造技术,可以更精确地调整神经探针的电性能,同时改善药物输送的性能。

“多年来,科学家一直试图与神经系统相互作用,更早地诊断帕金森病,癫痫,多发性硬化症,脑肿瘤和其他神经疾病和疾病,”UH和铅生物医学工程副教授Mohammad Reza Abidian说。 “ 高级材料 ”期刊中描述制造技术的论文的作者。“在我们的实验室中,我们创造了与神经元通信的微米和纳米设备。”

阿比迪安说,新的制造方法使研究人员能够精确控制导电聚合物微杯的表面形态,从而提高性能。他们使用电喷和电沉积方法在生物电子表面上制造导电聚合物微杯。

“我们发现,通过改变这些导电聚合物的电流量和沉积时间,我们可以改变尺寸,厚度和粗糙度,这与聚合物的电性能有关,”他说。“我们证明,导电聚合物微杯可以显着改善生物电极的电性能。”

典型的聚合物通常用作绝缘材料,因为它们通常不导电。20世纪70年代发现的电子导电聚合物在2000年获得诺贝尔化学奖。

“神经装置的主要要求是提供与神经组织在生物学上相容的高密度电极,有效地将生物信号转换成电子信号,并长时间保持功能,”研究人员写道。

但是目前的技术仍然依赖于金属材料,这些材料具有高导电性但与神经组织不相容。Abidian说,这些设备所需的小型化也限制了电气性能。

相反,导电聚合物以四种方式更好地模拟生物组织:它们的软机械特性模拟生物结构; 它们的混合电子/离子传导性促进了有效的信号转导; 它们的透明度允许同时使用光学分析技术; 它们与生物分子的简便功能化有助于调节生物反应。

新的制造方法包括在金基底上电喷射单分散多微球,然后进行电化学聚合过程。然后研究人员控制施加电场以制造导电聚合物微杯,阿比迪安说,这反过来又使他们能够控制表面形态。

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