پزشکی و سلامت ,علمی، پژوهشی و فناوری

درمان بیماری‌های مغزی با اعصابی از جنس طلا

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : محققان سوئدی با ساخت نانوسیم‌هایی از جنس طلا، الکترود‌های نرمی ابداع کرده‌اند که می‌توانند به سیستم عصبی انسان متصل شوند. پژوهشگران دانشگاه لینکوپینگ، این الکترود‌ها را به گونه‌ای طراحی کرده اند که مانند اعصاب انسان، نرم، قابل کشش و رسانای الکتریکی بوده و عمر بالایی در درون بدن انسان داشته باشند.

اعصابی از جنس طلا 

طلا، این فلز گرانبها می‌تواند در ساخت رابط‌های نرم برای اتصال تجهیزات الکترونیکی به سیستم عصبی در حوزه پزشکی استفاده شود. چنین فناوری می‌تواند برای کاهش اثرات بیماری‌هایی مانند صرع، پارکینسون، فلج یا درد مزمن مورد استفاده قرار گیرد.

با این حال، ایجاد رابطی که در آن تجهیزات الکترونیکی بتواند با مغز یا سایر بخش‌های سیستم عصبی ارتباط برقرار کند، چالش‌های منحصربه‌فردی را ایجاد کرده است.

«کلس تایبرانت» «Klas Tybrandt» استاد علوم مواد در آزمایشگاه الکترونیک آلی در دانشگاه لینکوپینک و مجری این تحقیقات گفت: «رسانا‌های کلاسیک مورد استفاده در الکترونیک، فلزهستند که بسیار سخت و محکمند. از سوی دیگر خواص مکانیکی سیستم عصبی مانند ژله نرم است. برای اینکه بتوانیم یک سیگنال دقیق ارسال کنیم، باید به رشته‌های عصبی مورد نظر خیلی نزدیک شویم، اما از آنجایی که بدن دائما در حرکت است، دستیابی به تماس نزدیک بین یک مولفه سخت و یک مولفه نرم و شکننده، دشوار است.»

رسانایی مطلوب 

محققان علاقه‌مند به ایجاد الکترود‌هایی با رسانایی بالا و خواص مکانیکی هستند که نرمی و انعطاف پذیری بدن را تقلید می‌کنند. مطالعات سال‌های اخیر حاکی از آن است الکترود‌های نرم نسبت به الکترود‌های سخت، آسیب کمتری به بافت وارد می‌کنند.

اکنون گروهی از دانشمندان دانشگاه لینکوپینگ، نانوسیم‌های از جنس طلا ساخته اند - هزار برابر نازک‌تر از یک موی انسان - و آنها را در یک ماده کشسان تعبیه کردند تا میکروالکترود‌های نرم تولید کنند.

تایبرانت اظهار کرد: «ما موفق به ساخت یک نانو ماده جدید و بهتر از نانوسیم‌های طلا در ترکیب با لاستیک سیلیکونی بسیار نرم شده ایم. کارکردن اینها با هم منجر به ایجاد رسانایی الکتریکی بالایی می‌شود، بسیار نرم است و از مواد زیست سازگاری ساخته شده است که با بدن کار می‌کنند.»

لاستیک سیلیکونی در ایمپلنت‌های پزشکی از جمله پروتز سینه استفاده می‌شود. الکترود‌های نرم نیز حاوی فلزاتی مانند طلا و پلاتین هستند و معمولا در تجهیزات پزشکی برای اهداف بالینی کاربرد دارند.

با این حال، ایجاد نانوساختار‌های بلند و باریک طلا نیازمند تلاش قابل توجهی است. این یک چالش بزرگ ایجاد کرده است، اما محققان با استفاده از نانوسیم‌های نقره، روش جدیدی برای تولید نانوسیم‌های طلا ابداع کرده اند.

خواص منحصربه‌فرد نقره آن را به ماده‌ای عالی برای ساخت نانوسیم‌های مورد علاقه محققان تبدیل می‌کند. نقره در برخی از نانومواد قابل کشش نیز استفاده می‌شود. با این حال، یکی از ایرادات نقره این است که از نظر شیمیایی واکنش پذیر است.

همانطور که دیده اید با گذشت زمان، سطح کارد و چنگال نقره ممکن است به دلیل واکنش‌های شیمیایی کدر شود. به طور مشابه، نقره در نانوسیم‌ها نیز می‌تواند خراب شده و باعث فرار یون‌های نقره شود. غلظت بالای یون‌های نقره می‌تواند برای انسان سمی باشد.

احتمال دوام طولانی 

این ماده باید بتواند به مدت طولانی در وسایل الکترونیکی نرم تعبیه شده در بدن دوام بیاورد. محققان در آزمایش پایداری ماده جدید، دریافتند حداقل سه سال دوام خواهد آورد که بهتر از بسیاری از نانومواد ساخته شده تاکنون است.

محققان نشان داده اند که میکروالکترود‌های نرم و الاستیک می‌توانند سیگنال‌های عصب موش را تحریک و ضبط کنند.

آنها در حال پالایش این ماده و ایجاد الکترود‌های کوچکتر و نزدیکتر به سلول‌های عصبی هستند.

نتایج این پژوهش در نشریه Small منتشر شده است.