Grafen i nowa technologia protez nerwowych

Powstająca technologia protez nerwowych może zmienić to, co to znaczy być człowiekiem. Zdolność do wszczepiania elektrod do oczu, uszu, kręgosłupa, a nawet mózgu może przezwyciężyć choroby zwyrodnieniowe, naprawić złamane ciała, a nawet wzmocnić nasze zmysły nadludzkimi zdolnościami.

Jednak pomimo licznych prób urządzeń elektronicznych wszczepianych do ludzkiego ciała, wciąż przed nami jest wiele wyzwań. Problem w tym, że większość tych urządzeń bazuje na podłożach krzemowych, które są twarde, sztywne i ostre. Nie są to zwykle cechy, które dobrze pasują do tkanek miękkich.

W konsekwencji każdy niewielki ruch tych urządzeń może uszkodzić pobliską tkankę, aw najgorszych przypadkach utworzyć tkankę bliznowatą. Co więcej, gorące, wilgotne i słone środowisko wewnątrz ciała może uszkodzić elementy elektroniczne, ograniczając ich żywotność.

Potrzebny jest oczywiście elastyczny substrat, który jest również biokompatybilny z ludzką tkanką. Teraz Lucas Hess i jego koledzy z Technische Universität München w Niemczech twierdzą, że znaleźli idealny materiał – grafen. Dziś zarysowują swoje plany dotyczące protez nerwowych na bazie grafenu i eksperymentów, które już przeprowadzili, aby przetestować ich biokompatybilność.

Grafen jest idealny, ponieważ drut węglowy ma grubość tylko jednego atomu, a zatem jest bardzo elastyczny. Jest również utrzymywany razem przez wiązania węglowe, które należą do najbardziej stabilnych znanych chemikom. Oznacza to, że powinien być stosunkowo stabilny w ludzkim ciele.

Ale grafen ma jeszcze jedną zaletę. Hess i koledzy pokazali, jak można go wykorzystać do wytwarzania tranzystorów, które są bramkowane przez rozwiązanie, w którym znajduje się tranzystor. Innymi słowy, naturalne płyny ustrojowe otaczające te protezy będą stanowić integralną część ich działania.

Tak zwane tranzystory bramkowane roztworem są znacznie bardziej wrażliwe na zmiany elektroniczne w swoim otoczeniu niż konwencjonalne urządzenia krzemowe. Urządzenia [oparte na grafenie]… znacznie przewyższają obecne technologie pod względem czułości bramki, mówią Hess i spółka.

Ci faceci zaczęli testować interfejsy grafenu z różnymi komórkami, takimi jak komórki zwojowe siatkówki, donosząc, że grafen ma doskonałą biokompatybilność.

Oczywiście działające protezy nerwowe na bazie grafenu są w przyszłości. Ale Europa niedawno ogłosiła zainwestowanie 1 miliarda euro w badania nad grafenem w ciągu najbliższych dziesięciu lat. Jeśli to nie kupi jakiegoś znaczącego postępu w tej dziedzinie, nic nie będzie.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1302.1418 : Tranzystory grafenowe do bioelektroniki

ukryć