유기 전극은 단락을 허용할 수 있습니다.

연구원들은 이식을 위해 침습적 수술이 필요하지 않고 시간이 지남에 따라 신체에 흡수되는 부드러운 전도성 전극을 개발했습니다. 그들은 그들의 방법이 전기 자극을 통해 암이나 신경 손상과 같은 비만성 질환을 치료하는 새로운 방법이 될 수 있다고 말합니다.

조직과 신경계에 대한 치료용 전기 자극은 외과적으로 이식된 전극이 특정 뇌 영역에 전기 펄스를 제공하는 파킨슨병이나 간질과 같은 만성 질환에 자주 사용됩니다. 그러나 전기요법은 통증, 신경 손상 또는 암과 같은 비만성 질환이 있는 사람들에게도 도움이 될 수 있습니다.

룬드 대학(Lund University)과 예테보리 대학(University of Gothenburg)의 연구원들은 침습적 수술 없이 삽입되고 신체와 통합되며 시간이 지남에 따라 용해되는 전도성 유기 전극을 개발했습니다.

이번 연구의 주 저자인 Martin Hjort는 “우리 연구는 자연스럽게 전자 장치와 생물학적 시스템을 통합하여 치료가 어려운 비만성 질환에 대한 치료법의 가능성을 열어줍니다.”라고 말했습니다. "이 연구에서 우리는 뇌 구조의 유기 전극을 연구하는 데 탁월한 모델인 제브라피시를 사용했습니다."

연구진은 독특한 특성을 지닌 수용성 혼합 이온-전자 폴리머인 A5를 사용하여 전극을 만들었습니다. A5는 겔 캐스트에서 자체 조립되어 몇 달 동안 안정적으로 유지되는 전도성이 높은 하이드로겔을 생성합니다. 또한 올리고머라고 불리는 작은 폴리머로 구성되어 있어 더 나은 생체흡수 특성을 제공합니다.

연구진은 사지 재생 및 통증을 유발하는 신경병증 또는 신경 손상 모델인 제브라피시를 사용하여 캐뉼라 직경이 30μm인 주사기를 사용하여 A5를 물고기의 뇌에 주입했습니다(A5 나노입자의 평균 크기는 80nm입니다). . A5가 내인성 이온과 상호 작용할 때 안정적인 연질 전극을 형성하도록 배열되었습니다.

시간이 지남에 따라 연질 전극의 두께가 증가하고 수상돌기가 자라기 시작하여 주변 세포와 긴밀한 연결을 형성했습니다. 이식된 전극을 사용하여 물고기에서 절제한 뇌 조각에 전기 펄스를 적용함으로써 연구원들은 신경 신호를 제어할 수 있었습니다.

이번 연구의 교신 저자인 Roger Olsson은 “우리는 인간 머리카락 크기의 바늘을 사용하여 나노입자 용액을 조직에 주입하는 기술을 개발했습니다.”라고 말했습니다. "작은 분자 사슬(고분자)로 구성된 이 입자는 전도성 구조로 자체 조직되어 신체 세포와 통합됩니다."

전도성 구조는 삽입 후 약 9일 후에 분해되기 시작하여 물고기에 손상을 주지 않고 완전히 흡수되었습니다.

연구진은 그들의 새로운 최소 침습 전극이 비만성 치료에 사용할 수 있는 가능성을 열어준다고 말했습니다. 다음 단계는 더 큰 설치류와 영장류의 뇌에 이 절차를 시도하는 것입니다.

이 연구는 Nature Communications 저널에 게재되었습니다.

출처: 룬드대학교