Small: Раз бывает «золотое сердце», то пусть будут и золотые нервы

Исследователи из Университета Линчепинга в Швеции создали золотые нанопроволоки и мягкие электроды, которые можно подключать к нервной системе.

Эти электроды мягкие и растяжимые, как нервы, а также электропроводящие. Они могут долго находиться в организме.

У некоторых людей «золотое сердце», почему бы не попробовать изготовить „золотые нервы“. В будущем, возможно, удастся использовать золото в мягких интерфейсах для подключения электроники к нервной системе в медицинских целях. Эта технология может помочь при эпилепсии, болезни Паркинсона, параличе и хронической боли. Но создать интерфейс, который соединит электронику с мозгом или другими частями нервной системы, непросто.

Металлы, которые используют в электронике — это твёрдые проводники. Нервные волокна напоминают мягкое желе. Чтобы сигнал передавался точно, нужно обеспечить тесный контакт между чем-то твёрдым и чем-то мягким и хрупким. Но это сложно сделать, потому что тело постоянно находится в движении. Об этом рассказал Клас Тибрандт, профессор материаловедения из Университета Линчепинга, который возглавлял исследование.

Исследователи хотят создать мягкие электроды с хорошей проводимостью. Мягкие электроды меньше повреждают ткани, чем твёрдые.

Учёные из Университета Линчёпинга разработали золотые нанопроволоки и встроили их в эластичный материал для создания мягких микроэлектродов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Small.

Мы создали новый наноматериал из золотых нанопроводов и мягкой силиконовой резины. Вместе они образуют проводник, который обладает высокой электропроводностью, мягкостью и биосовместимостью, — заявил Клас Тибрандт.

Материалы, подобные мягкой силиконовой резине, используются в медицинских имплантатах. В состав мягких электродов также входят золото и платина — металлы, которые часто используются в медицинской технике.

Изготовить длинные и узкие золотые наноструктуры сложно. Исследователи придумали новый способ изготовления золотых нанопроводов с помощью серебряных нанопроволок.

Серебро используют в некоторых растягивающихся наноматериалах, так как оно хорошо подходит для создания нанопроводов. Однако серебро химически активно: со временем оно разрушается, и ионы серебра вытекают наружу. В высокой концентрации ионы серебра могут быть токсичны.

Лаура Зайферт, докторант из исследовательской группы Класа Тибрандта, искала способ синтеза золотых нанопроводов. Сначала ей было трудно контролировать их форму, но затем она нашла решение: начала с тонкой нанопроволоки из чистого серебра. Это позволило получить очень гладкие золотые нанопровода.

Мы сделали серебряные нанопроволоки и использовали их в качестве шаблона для выращивания золота. После удаления серебра мы получаем материал, который более чем на 99% состоит из золота. Это позволяет обойти проблему создания длинных узких золотых наноструктур, — говорит Клас Тибрандт.

Исследователи совместно с профессором Фарнебо из Университета Линчёпинга выяснили, что мягкие и эластичные микроэлектроды могут стимулировать нерв крысы и улавливать его сигналы.

Для долговечной мягкой электроники, встраиваемой в тело, материал должен служить долго, желательно всю жизнь. Новый материал проверили на стабильность — он прослужит не менее трёх лет, это лучше, чем у многих существующих наноматериалов.

Сейчас исследователи работают над улучшением материала и созданием более компактных электродов для тесного контакта с нервными клетками.

06.08.2024