Инженеры разработали желеобразные электроды без металлов для кардиостимуляторов

Исследователи разработали мягкий материал, который не содержит металлов, но подойдет для печати электродов для биомедицинских устройств.

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали не содержащий металлов материал, похожий на желе. Он мягкий и прочный, как биологическая ткань, и может проводить электричество так же, как обычные металлы. Технология подойдет для создания биосовместимых электродов для имплантируемых устройств.

Подавляющее большинство полимеров являются изоляторами: они не пропускают электрический ток. Исследователи работали над созданием мягких, но прочных электропроводящих пленок и пластырей, путем смешивания частиц проводящих полимеров с гидрогелем. Но существующие разработки были либо слишком слабыми и хрупкими, либо обладали плохими электрическими характеристиками.

Инженеры разработали новую технологию смешивания частиц проводящих полимеров с гидрогелями — мягкими и губчатыми полимерами с высоким содержанием воды. Они установили, что для сохранения электропроводности полимера и прочности гидрогеля оба ингредиента должны быть смешаны таким образом, чтобы они слегка отталкивались — состояние, известное как фазовое разделение. В этом состоянии каждый ингредиент отдельно образует длинные микроскопические нити. 

Представьте, что мы делаем электрические и механические спагетти. Электрические спагетти — это проводящий полимер, который может передавать электричество через материал, потому что он непрерывен. А механические спагетти — это гидрогель, который может передавать механические усилия и быть прочным и эластичным, потому что он также непрерывен.

Сюаньхэ Чжао, профессор Массачусетского технологического института

Инженеры использовали свой материал для создания биочернил. С их помощью на пленке из чистого гидрогеля были напечатаны электроды. Ученые имплантировали напечатанные желеобразные электроды в сердце, седалищный нерв и спинной мозг крыс. Тестирование в течение двух месяцев показало, что устройства оставались стабильными на протяжении всего времени, и вызывали только небольшие воспаления или рубцевание окружающих тканей.

Независимо от формы и функции, почти все имплантаты содержат электроды — небольшие проводящие элементы, которые прикрепляются к тканям-мишеням для электрической стимуляции мышц и нервов. Как правило, их изготавливают из твердых металлов, обладающих электропроводностью. У таких устройств есть один недостаток: со временем металлы могут раздражать ткани, вызывая рубцевание и воспаление, что ухудшает работу импланта. Альтернативные материалы помогут продлить работу устройств, уверены инженеры.


Читать далее:

Искусственный интеллект нашел четыре геоглифа Наски — гигантских рисунка в пустыне

Отсутствие «комковатости» во Вселенной объяснили сверхлегкими частицами темной материи

Около миллиарда лет сутки на Земле длились 19 часов: исследователи объяснили почему

На обложке: мягкие электроды из полимеров. Изображение: Felice Frankel, MIT

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос
Илон Маск: Neuralink поставил мозговой имплант третьему пациенту
Новости
В Китае дроны вызвали снегопад в горах, чтобы решить проблему с недостатком воды
Новости
«Сестра Клеопатры» оказалась римским больным подростком
Наука
2024 год стал самым жарким за полтора века: впервые превышен предел в 1,5°С
Наука
Юпитер оказался не таким, как считали ученые: открытие опровергает гипотезу о гиганте
Космос