Нейронный зонд из нанопроводов с рекордной ёмкостью снижает повреждение тканей

Инженеры из Университета Арканзаса создали нейронный зонд, демонстрирующий значительно большую электрическую зарядную ёмкость, чем все другие нейропротезные устройства. Большая ёмкость означает, что устройство может стимулировать нервы и ткани с меньшим повреждением и регистрировать нейронные сигналы с более высокой чувствительностью.

Результаты проекта опубликованы в Nanotechnology 2008 и войдут в предстоящий выпуск IEEE Transactions on Biomedical Engineering.

Конструкция зонда:

• Изготовлен из нанопроводов золота и оксида иридия, выращенных вертикально на полимерной или титановой подложке.
• Имеет гетероструктуру: внутренняя сердцевина из золота, внешний функциональный слой из оксида иридия.
• Показал превосходную биосовместимость и механическую прочность по сравнению с аналогичными кремниевыми структурами.

Ключевой результат:

Исследователи неоднократно демонстрировали электрическую зарядную ёмкость 48.6 Кл/см². Устройства, разработанные другими ведущими группами (например, из Стэнфорда и Университета Южной Калифорнии), имеют менее половины этой ёмкости.

Преимущества и значение:

• Меньше повреждений: Высокая ёмкость позволяет передавать заряд в биологические клетки и ткани при более низком напряжении, что снижает риск повреждения как тканей, так и самого электрода.
• Эффективность: Устройство требует меньшей мощности от батареи и может работать дольше.
• Применение: Нейропротезы (кохлеарные и сетчатые имплантаты, стимуляция мозга при болезни Паркинсона, восстановление функций мочевого пузыря и др.) станут более функциональными и надежными.

Дальнейшие планы:

Команда под руководством профессора Харгсуна Юна работает над созданием системы, которая будет включать нанопроводные электроды, беспроводную связь и источник питания для биосовместимой упаковки. Беспроводная сеть позволит осуществлять динамическую настройку системы и непрерывный мониторинг пациентов.