生物学和电子产品已经变得比以往任何时候都更紧密地结婚在一个新的研究。发布的研究中,瑞典的一个科学家小组,使用一个专门的凝胶,当注入一个有机体,形式ultrasoft导电电极。团队希望发现可以设置一个朝着完全集成电子电路在人体内,可以提前诊断和医学。
马格努斯伯格伦教授实验室的有机电子在林雪平大学(爱),这项研究的资深作者,评论说:“几十年来,我们一直试图创建电子模拟生物学。现在我们让生物学为我们创建电子。”
再利用电子的道路
旅程伯格伦暗示开始以应对生物电子学的核心问题——生物组织是柔软的,而传统的半导体是困难的。体内植入这些材料是一个紧张的过程。其功效总是限制通过植入物周围的疤痕组织的形成或电极本身的故障从根本上不相容的环境。
作为回应,材料研究人员多年来追求的目标软电子产品是一个更好的与身体的结构。这些设备与外部集成时发现一些成功的人体组织,如大脑表面。但聚合物衬底印在很难去探索这肤浅的水平以下。
更多参与创建了生物电子学的回应。一些人介绍了进入体内的液体,然后形成聚合物在化学反应或电能刺激。但这些反应对身体本身带来了风险。其他人利用先进的基因工程表达的蛋白质在体内形成聚合物在生物的目标。但这些基因入侵使这种技术不适合使用在人类身上。
进入瑞典小组的解决方案:一个聚合的可注射凝胶在体内良性的酶促反应的反应。
帮助电子凝胶与身体
介绍了聚合物作为凝胶含有生物相容性分子基于单体在朗朗上口的名字2,5-bis (2, 3-dihydrothieno [3、4 b] [1,4] dioxin-5-yl)噻吩(研讨会的朋友)。这些分子聚合一些生物模型用于研究,如微小的淡水动物,九头蛇寻常的。在九头蛇,这个过程是由过氧化物酶酶存在于动物的身体。
“接触人体的物质改变凝胶的结构,使其导电,它不是之前注入。根据组织,我们也可以调整的组成凝胶电过程,”说Xenofon Strakosas爱和隆德大学研究员、该研究的主要作者之一。
但这pro-polymerizing环境不存在在许多其他动物。为了克服这个,他的研究小组创建了一个鸡尾酒,它结合了一个修改的研讨会形式,称为ETE-COONa,氧化和化学反应的酶已经在组织诱导聚合。
Robofish和cyborg水蛭
这种化学物质创建完成,到后来,团队可以测试他们的系统在几个生物有用的生物。在白化斑马鱼,团队可以成功创建聚合物鳍,心脏和大脑。聚合物在动物的组织显示为蓝色的结构。研究小组进一步展示了他们的技术通过创建聚合物围绕药用水蛭的神经系统。
水蛭和斑马鱼被聚合物的创建和伤害不会因为他们的存在而受到影响。
博士生Hanne Biesmans该研究的主要作者之一,总结道,“我们的结果打开全新的思维方式对生物学和电子产品。我们仍然需要解决一系列的问题,但这项研究为未来的研究是一个很好的起点。”
参考:Strakosas X, Biesmans H, Abrahamsson T,等。Metabolite-induced在活的有机体内制造substrate-free有机生物电子学。科学。2023,379 (6634):795 - 802。doi:10.1126 / science.adc9998
