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Gli ingegneri innovano innesto molle e flessibile del cervello

Gli innesti del cervello sono vitali per lo sviluppo futuro dei trattamenti per le malattie da Parkinson e l'epilessia alla depressione severa. Sono egualmente fondamentali per la gente d'aiuto con la paralisi e movimento e comunicazione bloccati del riacquisto di sindrome.

innesto del cervelloCrediti di immagine: Mopic/Shutterstock.com

Tuttavia, gli innesti correnti sono costruiti dai materiali rigidi che contrappongono al tessuto molle del cervello, che può causare l'infiammazione e sfregiare il tessuto per costruire col passare del tempo.

Ora, un gruppo degli ingegneri al MIT ha stabilito un innesto neurale molle e flessibile che può flettere e modellare ai contorni del cervello senza danneggiare il tessuto. Gli elettrodi molli potrebbero essere utilizzati per riflettere l'attività di cervello e per stimolare le cellule cerebrali appena come gli stendiment elettrodici attuali fanno che sono fatti da metallo.

3D che stampa gli elettrodi molli

In un documento pubblicato questa settimana nelle comunicazioni della natura del giornale, il gruppo al MIT ha descritto come le sonde neurali e le unità possono essere 3D stampate, con conseguente struttura che è molle e flessibile, come gomma.

Il gruppo ha usato una plastica molle elettricamente conduttiva per costruire gli elettrodi. Solitamente, il polimero è sotto forma di liquido, tuttavia, il gruppo ha inventato un modo rendere il materiale più simile alla viscosità di dentifricio in pasta, che può essere utilizzato in stampanti convenzionali 3D.

Il documento vede gli ingegneri perfezionamento i numerosi apparecchi elettronici molli dal materiale. Un'tale unità era un elettrodo gommoso che è stato impiantato in un cervello del mouse, in cui poteva da registrare e riflettere l'attività di singolo neurone, così dimostrante il suo uso potenziale nell'invenzione dei metodi per trattare i disordini neurologici in esseri umani.

Creando un polimero per uso in stampanti 3D

Gli scienziati intensamente stanno studiando i polimeri di conduzione per una serie di anni dovuto i loro beni unici quale il loro alto livello di flessibilità combinato con conduttività elettrica eccellente. Corrente, i polimeri conduttivi hanno trovato gli usi in varie applicazioni, compreso i rivestimenti antistatici, i sensori, i muscoli artificiali e perfino la conversione a energia solare.

Mentre le soluzioni del polimero sono usate facilmente sotto forma di spruzzo, facente la usata facilmente come rivestimento omogeneo, finora ha provato difficile utilizzare nel 2D o nelle strutture 3D.

Il gruppo ha veduto come lo sviluppo di un polimero di conduzione stampabile avrebbe aperto la porta a creare una serie di apparecchi elettronici, non appena elettrodi del unico neurone ed elettrodi del cervello.

Per fare questo, il gruppo ha modificato il poli solfonato del polistirolo (3,4-ethylenedioxythiophene), conosciuto come PEDOT: PSS, creare un polimero di conduzione che può essere 3D stampati. Solitamente, il materiale è sotto forma di liquido poichè è una miscela dei nanofibers e dell'acqua. È i nanofibers che danno alla sostanza la sua conducibilità.

le stampanti 3D non possono funzionare con i substrati liquidi, in modo dal gruppo ha inventato un modo ispessire il materiale senza diminuire la sua conducibilità. Per ispessire il substrato il gruppo ha liofilizzato il materiale, avendo l'effetto di eliminazione del liquido e di lasciare una spugna del nanofiber. Dopo, il gruppo misto i nanofibers con acqua e una soluzione del solvente organico, creante un idrogel a base d'acqua, una sostanza gommosa con i nanofibers incassati.

Le varie concentrazioni di nanofibers sono state usate per creare una serie di idrogel. L'analisi ha rivelato che una concentrazione in 8% - in 5 dei nanofibers era ottimale, creando un substrato con la consistenza di dentifricio in pasta che potrebbe essere utilizzata in una stampante 3D ed in una conduttività elettrica eccellente conservata.

3D che stampa le unità neurologiche

Il gruppo al MIT ha stabilito un modo creare una vasta gamma di unità neurologiche da un substrato che è non solo altamente elettricamente conduttivo ma anche flessibile come gomma. Il materiale sormonterà le limitazioni delle unità rigide precedenti, diminuenti l'impatto nocivo sul tessuto cerebrale circostante.

Inoltre, nell'utilizzazione delle tecniche di stampa 3D, le unità potranno essere creato a richiesta facendo uso di un metodo semplice e redditizio.

Source:

Engineers 3D print soft, rubbery brain implants. Available at: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/miot-e3p032720.php

Sarah Moore

Written by

Sarah Moore

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