Подписаться на новости SCDAILY 

  • Julia Borisova

Новый материал для биоимплантов

Новый способ, разработанный учеными, улучшит биомедицинские сенсоры и импланты.


Полимеры, которые хорошо проводят электрический ток, могут быть использованы в биомедицинских устройствах, например, для измерения каких-либо показателей или электростимуляции. Однако, до сих пор такие полимеры не получили широкого распространения, поскольку они имеют один существенный недостаток. Они не могут прилипать к поверхностям и оставаться на месте, несмотря на влажность тела.


Ученые из Массачусетского технологического института нашли способ, как сделать так, чтобы полимерные проводящие гели прилипали к влажным поверхностям. Новый метод описан в журнале Science Advances аспирантом МТИ Ханву Юком и профессором машиностроения Ксуанхэ Жао.



Новый материал повысит адгезивные свойства электродов биомедицинских устройств


«Большинство электродов, используемых для биомедицинских устройств, изготавливаются из платины или платиново-иридиевых сплавов», - объясняет профессор Жао, - «Они очень хорошо проводят электрический ток и химически стабильны, то есть не взаимодействуют с окружающей их средой. Однако их главный недостаток – это плотность. Из-за того, что они не могут гнуться и растягиваться при движении человека, они скорей всего будут повреждать ткани человека».

Проводящие полимеры, например, такие как PEDOT:PSS, очень близки по гибкости и мягкости к естественным показателям тканей человека. Но проблема в том, что слишком трудно их присоединить к биомедицинским устройствам так, чтобы они не отлипали со временем эксплуатации. В течение нескольких лет ученые безуспешно работали над этой задачей.


«Написано наверное несколько тысяч статей о преимуществах этих проводящих полимеров», - говорит Юк, - «но компании, производящие биомедицинские устройства, не используют их, потому что им нужны материалы, которые надежны и стабильны. Плохой материал может потребовать дополнительной хирургической процедуры для замены. А это влечет за собой дополнительный риск для пациента».

Жесткие же металлические электроды иногда повреждают ткани человека, но они работают стабильно несколько лет.




Технология, разработанная учеными, использует чрезвычайно тонкий клейкий слой между проводящим полимером и материалом подложки сенсора. Несмотря на то, что толщина этого слоя всего лишь несколько нанометров, и он позволяет полимерам прилипать почти ко всем известным материалам, используемым для подложек, включая стекло, полиимид, золото и оксид индия-олова. Адгезионный слой проникает в полимер, образуя плотную структуру, которая удерживает материал на месте, даже если он долго находится во влажной среде.


Нанести этот клейкий слой можно различными хорошо известными промышленными способами. И этой простой процесс. Клейкий слой выдерживает искривление, скручивание и даже сгибание материала подложки. Сейчас ученые работают над лицензированием и использованием данной технологии в реальных применениях.


Читайте далее: первый нейронный имплант, не требующий подключения питания будет работать за счет магнитного поля.