Një teknologji e re ‘si cyborg’ është zhvilluar për të bashkuar në mënyrë të sigurtë pajisjet elektronike me indet e njeriut për të monitoruar më mirë shëndetin dhe për të gjurmuar tumoret.
Shkencëtarët nga Universiteti i Delaware gjetën një mënyrë për të bashkuar pajisje brenda trupit të njeriut duke e lidhur atë në inde duke përdorur një shtresë që është më e efektshme për energji.
Lidhja e elektronikës me indet është një ‘sfidë e madhe’, thonë studiuesit ndërsa materialet e përdorura në teknologji si ari dhe silikoni shkaktojnë dhëmbje që mund të ndërpresin rrjedhën e të dhënave.
Për aplikimet e futura në indet e muskujve ose të trurit, sinjalet elektrike duhet të rrjedhin që ato të funksionojnë siç duhet, por plagët ndërpresin këtë aktivitet, shpjegoi ekipi.
Studiuesit amerikanë kanë zhvilluar veshje të reja për pajisjet ‘njerëzore’ që kundërshtojnë çështjet nga dhëmbëzimet e shkaktuara nga materialet e përdorura në mikroelektronikë.
Profesori David Martin, nga Universiteti i Delaware i cili drejtoi studimin, tha se ata kishin idenë për të përdorur një shtresë ndërsa përpiqeshin të lidhnin një pajisje me trurin.
“Ne po mundoheshim të ndërlidhim mikroelektrodet e ngurtë, inorganike me trurin, por trurin janë bërë nga materiale organike, të kripura, të gjalla”, shpjegoi Martin.
Metodat që ata përdorën nuk po funksiononin, kështu që ata vendosën të shikojnë alternativa, duke përfshirë materiale elektronike organike si polimere të konjuguara.
Ne gjetëm një shembull kimikisht të qëndrueshëm që ishte shitur në mënyrë komerciale si një shtresë anti-statike për ekranet elektronike, ‘tha Martin.
Pas testimit, ekipi zbuloi se polimeri – një material i përbërë nga molekula shumë të mëdha – kishte vetitë e nevojshme për të ndërhyrë në harduer dhe indet njerëzore.
“Këto polimere të konjuguara janë aktive elektrike, por ato janë gjithashtu aktivë jonikë [të ngarkuar],” tha Martin.
“Jonet e kundërta u japin atyre ngarkesën që u duhen, kështu që kur janë në veprim, të dy elektronet dhe jonet lëvizin përreth.”
Polimeri, i njohur si poli (3,4-etilenedioxythiophene) ose PEDOT, përmirësoi në mënyrë dramatike performancën e implanteve mjekësore.
Këtë e bën duke ulur rezistencën e tyre nga dy në tre urdhëra të madhësisë, duke rritur kështu cilësinë e sinjalit dhe jetëgjatësinë e baterisë te pacientët, thanë studiuesit.
Polimerët PEDOT janë përdorur në një numër të zhvillimeve të fundit, duke përfshirë si një shtresë për ‘tulla të zgjuara’ që mund të ruajnë energjinë si një bateri.
Që atëherë Martin ka përcaktuar se si të specializojë polimerin, duke vendosur grupe të ndryshme funksionale në PEDOT për ta bërë atë më efikas.
Shtimi i një acidi karboksilik, aldehide – një përbërës i përdorur në parfum – ose zëvendësi i malimidit në monomin etilenioxythiophene (EDOT) u dha studiuesve shkathtësinë për të krijuar polimere me një sërë funksionesh.
Një monomer është një molekulë që formon njësinë themelore për polimeret, të cilat janë blloqet ndërtuese të proteinave.
Përzierja e monomeve të pazëvendësueshëm me një version tjetër rezulton në një material me shumë lokacione ku studiuesit mund të lidhnin peptide, antitrupa ose ADN.
“Maleimide është veçanërisht e fuqishme sepse ne mund të bëjmë zëvendësime të kimisë për të bërë polimere funksionale dhe biopolimere,” tha Martin.
‘Emërtoni biomolekulën tuaj të preferuar dhe në parim mund të bëni një film PEDOT që ka çfarëdo grupi biofunksional për të cilin mund të jeni të interesuar.’
Nuk janë vetëm njerëzit ata që mund të marrin ‘implantet në internet’, një studim pa lidhje ka parë implantet e vendosura në karkaleca në përpjekje për të krijuar karkaleca në internet për të nuhatur eksplozivët.
Kohët e fundit, grupi i Martin krijoi një film PEDOT me një antitrup për faktorin e rritjes endoteliale vaskulare (VEGF) të bashkangjitur – i dizajnuar për të stimuluar rritjen e enëve të gjakut pas një dëmtimi.
Polimeri që ekipi zhvilloi mund të veprojë si një sensor për të zbuluar mbiprodhimin e VEGF dhe kështu fazat e hershme të sëmundjes dhe tumoreve.
Polimere të tjerë kanë neurotransmetues mbi to dhe këto filma mund të ndihmojnë në kuptimin ose trajtimin e çrregullimeve të trurit ose sistemit nervor.
Deri më tani, skuadra ka bërë një polimer me dopaminë, i cili luan një rol në sjelljet Addictive.
Martin thotë se këto materiale hibride biologjike-sintetike një ditë mund të jenë të dobishme në bashkimin e inteligjencës artificiale me trurin e njeriut.
Në fund të fundit, Martin tha që ëndrra e tij është të jetë në gjendje të përshtasë se si depozitohen këto materiale në një sipërfaqe dhe më pas t’i vendosin ato në inde në një organizëm të gjallë.
“Aftësia për të bërë polimerizimin në një mënyrë të kontrolluar brenda një organizmi të gjallë do të ishte interesante,” shtoi ai.
Gjetjet u prezantuan në Takimin Virtual të Shoqatës Kimike Amerikane Amerikane.
