
根据在小鼠中进行的一项新研究,可以用微小的注射柔性电子设备实时监测大脑活动。
科学家补充说,这些设备有一天可以用来绘制大脑活动,甚至刺激活动以帮助治疗帕金森氏病等疾病的人。
传统电子设备很严格,但发明家最近发展了灵活的可拉长的电子设备。这些新设备可能会导致视频屏幕,可以滚动或折叠以适合口袋。
可以使用柔性电子设备的一种关键方法是在体内应用,它们可以帮助监测和操纵生物组织。但是,当前灵活的电子通常是平坦的床单,旨在躺在表面上。
纳米科学家和纳米技术学家查尔斯·利伯(Charles Lieber)说,只有将片片切入至少与床单一样宽的组织中,只能将片片切入身体,将裂缝切成一个人的皮肤或头骨。他说:“在传递复杂的电子设备时,要保护复杂的电子设备很难。” “传统程序均涉及手术,将开口与结构的大小相等。”
现在,科学家设计了足够灵活的电子设备,可以塞进注射器的针中 - 直径高达100微米的管子,或者大约是人毛的平均宽度。 [10种将改变您生活的技术这是给出的
“我们的新网眼柔性电子设备比最先进的高100万倍灵活的电子设备,”利伯告诉现场科学。
新设备的开始时是微小的扁平板,大约是由金属电极和有机硅电线制成的邮票大小,每个邮票都只有一个只有一米厚的纳米或十亿分之一。这些床单是像鸡丝一样的网眼,包括大约90%的空空间。
可以将各种传感器整合到这些网格中。为了向外提供这些传感器的数据,每个网格的一侧都包含研究人员可以连接到外线的金属垫。
当悬浮在被吸入注射器的液体中时,网眼自然卷成滚动的管状形状。注射后,他们在不到一个小时的时间内返回原始形状。
Lieber说:“我们可以通过常见的注射器注入几乎任何形式的3D软材料来精确地传递这些超虚拟的电子产品。” “注射过程和超列电子设备对目标结构没有损害。”
在实验中,科学家将这些网格注射到活小鼠的两个不同的大脑区域中。利伯说:“当我们将电子设备注入小鼠大脑中,几乎没有出血且成功记录大脑活动时,我们就知道我们正在采取一些非常令人兴奋的事情。”
电线的柔软,薄的性质和网格的多孔质量帮助设备集成到他们所植入的活组织中。 Lieber说:“植入后几个月注射的超富含网眼电子设备周围没有疤痕组织或免疫反应,这与迄今为止的所有工作与更大,更刚性的探针形成对比。” “这可能是脑科学和医学的变革性。”
这些设备能够在小鼠大脑中与健康的神经元联系并监测其活性。他们使用的设置比传统的设置要小得多,更轻植入大脑的电子系统。 Lieber说:“它使鼠标的行为自然而然,头部没有重量。”
将来,研究人员希望看看它们的可注射设备是否可以在体内长时间跨度保持稳定。这种医疗植入物可以帮助记录和刺激大脑的活动,例如帕金森氏病利伯说。他补充说,网格电子也可以进入眼睛,并与干细胞疗法结合使用。
在其他实验中,研究人员表明,他们可以将网格注入并将其整合到各种合成结构中,例如硅胶橡胶块中的腔。他们认为,可注射的电子设备可用于监测具有腐蚀和压力传感器的人造结构。
科学家指出,注射后超过90%的设备工作。尽管如此,他们还是希望将来取得全面的成功,这涉及诸如注射速度的最佳速度之类的因素。但是,Lieber指出,即使在90%的情况下,它们的网眼电子产品也比传统的脑探针更好,其中许多探针会随着时间的推移而无法工作,因为它们会损害所植入的大脑。
科学家今天(6月8日)在《自然纳米技术》杂志上详细介绍了他们的发现。
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