Изследователи създадоха нерви от „меко злато“ с помощта на проводящи нановлакна

Когато си помислите за злато, вероятно ви идват на ум образи на бижута или кюлчета, но екип от университета в Линкьопинг, Швеция е използвал така ценния метал за създаване на електроди за взаимодействие с човешката нервна система и то по съвсем нов начин.

Изследователите са проектирали златни нановлакна, които са достатъчно меки и разтегливи, за да бъдат наистина биосъвместими и свързани с човешката нервна система.

Тяхната работа, публикувана в списание Small може да проправи пътя за нови видове медицински импланти и интерфейси, които се доближават до нашите нерви, без да ги увреждат. Тази електроника би могла да помогне за лечението на заболявания като епилепсия, Паркинсон, парализа или хронична болка, като се интегрира безпроблемно с тялото.

„Класическите проводници, използвани в електрониката са метали, които са много твърди и неподвижни. Механичните свойства на нервната система напомнят по-скоро на меко желе. За да получим точно предаване на сигнала, трябва да се доближим много близо до въпросните нервни влакна“.

обяснява професорът по материалознание Клас Тибрандт, който е ръководител на изследването

Тъй като обаче тялото е в постоянно движение, постигането на близък контакт между твърди и меки материали е проблем. Използването на меки, разтегливи електроди решава този проблем, тъй като те не причиняват толкова много увреждания на тъканите, колкото твърдите метални такива. Но да се направи така, че те да са достатъчно проводими и в същото време биосъвместими е голямо предизвикателство, и именно тук се появяват златните нановлакна.

Екипът на Тибрандт вгражда невероятно тънки златни нишки (около 1000 пъти по-тънки от човешки косъм) в мека, гъвкава силиконова гума, за да създаде електродите си.

Силиконът вече се използва за импланти като гръдните импланти, а златото и платината също са често срещани в медицинските изделия.

Изработването на дълги, тесни наноструктури от злато беше много трудно – досега. Изследователите са намерили хитър заобиколен вариант, като са започнали с тънки сребърни нановлакна, които са много по-лесни за изработване благодарение на уникалните свойства на среброто.

Лаура Зьоферт, докторант в изследователската група на Клас Тибранд решава да използва сребърен нанопроводник като шаблон за отглеждане на злато около нея. След това среброто се отстранява, оставяйки след себе си структура, която е над 99% чисто злато.

Процесът е сложен, но си заслужава заради създаването на електроди, които съчетават висока електропроводимост с мекота и биосъвместимост, необходими за дългосрочно взаимодействие с тялото. Тестовете показват, че материалът трябва да остане стабилен поне три години след имплантирането.

За да демонстрират своите меки златни електроди, изследователите работят с невролога от Линкьопинг Симон Фарнебо, за да стимулират и запишат успешно сигнали от нерви на плъхове.

След като основните неща са готови, екипът работи в посока усъвършенстване на материала допълнително, за да създаде още по-малки електроди, които да могат да се доближат до отделните нервни клетки. От пейсмейкъри до мозъчно-компютърни интерфейси, бъдещето на биоелектрониката може да има златна подплата – или поне златни нановлакна, които дърпат конците зад кулисите.