Implantierbare Elektronik löst sich unabhängig im Gehirn auf

^{Das Design einer Reihe von selbstabsorbierbaren Neuroelektroden für subkutane Messungen von EKG und EEG. Als Elektroden und Verbindungen wird durch Photolithographie erhaltenes N-dotiertes Silizium mit einer Dicke von 300 nm verwendet. Ein SiO ₂ -Film mit einer Dicke von 100 nm und eine PLGA-Folie mit einer Dicke von 30 nm sind eine biologisch abbaubare Einkapselungsschicht bzw. ein biologisch abbaubares Substrat. Das Gerät ist an ein externes System zur Datenübertragung über einen leitenden Film angeschlossen, der mit Si-NM-Verbindungen auf einer Kontaktauskleidung verbunden ist.}


Zwei wissenschaftliche Gruppen in den USA und China präsentierten unabhängig voneinander fast gleichzeitig das Design elektronischer Geräte aus biologisch abbaubaren Komponenten , die sicher in das menschliche Gehirn implantiert werden können. niemals zurückziehen.

Forscher der University of Pennsylvania haben Elektroden und Elektrodenarrays aus Schichten aus Silizium und Molybdän entwickelt, die in der Lage sind, Neuropulse des Gehirns zu erkennen und sich je nach Materialdicke mit einer bestimmten Geschwindigkeit aufzulösen.

Die Implantate wurden bereits an anästhesierten Ratten getestet, wobei ein Elektrokardiogramm von ihnen entnommen und induzierte epileptische Spike-Wellen aufgezeichnet wurden.



Die Elektroden werden relativ einfach im Schädel montiert.



Das Experiment zeigte, dass bei der experimentellen Ratte das EKG 32 Tage nach der Operation genau aufgezeichnet wurde.

In einem Artikel für die Zeitschrift Nature Materials (doi: 10.1038 / nmat4624, pdf) Die Autoren der Arbeit betonen, dass das im Schädel implantierte Gerät die Gehirnaktivität nicht schlechter misst als herkömmliche Metallelektroden. Darüber hinaus können solche Geräte bei der genauen Kartierung des Gehirns vor komplexen neurochirurgischen Eingriffen, bei der postoperativen Überwachung und auch als Grundlage für die Herstellung komplexerer Gehirnimplantate helfen.

Die Forschung wurde dank Zuschüssen mehrerer Organisationen durchgeführt, darunter der amerikanischen Militärforschungsagentur DARPA.

Ungefähr in die gleiche Richtung forschen chinesische Kollegen. Sie veröffentlichten ein Papier (doi: 10.1021 / acsami.5b10414, pdf) mit einer Beschreibung eines Memristors aus biologisch abbaubaren Komponenten unter Verwendung eines 30-Nanometer-Eiweißfilms, der mit Magnesium- und Wolframelektroden auf einem Siliziumfilmsubstrat abgeschieden wurde.



Der Memristor zeigte eine hohe Leistung, die Memristoren auf Metalloxidbasis nicht unterlegen ist. Das Gerät speichert Informationen länger als 10.000 Sekunden unverändert und weist eine hohe Stabilität und Zuverlässigkeit auf.

Unter den feuchten Bedingungen des Labors arbeitete der Memristor mehr als drei Monate zuverlässig, und nach 10 Stunden trennte sich Albumin in Wasser vom Siliziumfilm. Die Reste des Chips lösten sich innerhalb von drei Tagen auf.

Source: https://habr.com/ru/post/de393997/