Nyt blødt bioelektronisk mesh testet på menneskelige håndled og pulserende grisehjerte

Et forskerhold på Center for Nanopartikelforskning, inden for Institut for Grundvidenskab (IBS), har udviklet en bærbar og implanterbar enhed, der måler elektrofysiologiske signaler og anvender elektriske og termiske stimulationer. Den giver information om muskel- og hjertedysfunktioner, og dermed kunne implementeres til smertelindring, genoptræning, og protesemotorstyring. Som det første bløde implantat, der er i stand til at registrere hjerteaktivitet i flere punkter i et svinehjerte, denne prototype, beskrevet i Natur nanoteknologi , kunne bidrage til forskning og produktion af fremtidig bioelektronik.

IBS-forskere har brugt denne nye enhed på menneskelig hud til at registrere elektrokardiogram (EKG) og elektromyogram (EMG) data. Takket være dens blødhed, elasticitet og strækbarhed, det kan følge konturerne af fleksible led, såsom håndleddet. Båret på en underarm, den overvågede samtidig EMG-signaler og leverede elektrisk og termisk stimulering, der kunne anvendes i terapeutiske applikationer.

Forskerteamet har også produceret et stort tilpasset net, der passer til den nederste del af et svinehjerte. viklet om hjertet, implantatet kan læse signaler fra hele organet for at identificere mulige læsioner og hjælpe med at komme sig. For eksempel, den var i stand til at registrere ændringen af ​​EKG-signalet forårsaget af et akut hjerteanfald. Nettet er stabilt under gentagne hjertebevægelser og forstyrrer ikke hjertets pumpeaktivitet.

"Selvom der er rapporteret om forskellige bløde hjerteanordninger for rottehjertet, denne undersøgelse af grise kan tilnærme menneskelig fysiologi mere præcist, " siger CHOI Suji, første medforfatter til undersøgelsen. "Vi sigter mod at studere hjertesygdomme, og stimulere hjertet mere effektivt ved at synkronisere hjertepumpeaktivitet."

Denne strækbare og ledende patch består af guldbelagte sølv nanotråde blandet med en type gummi kaldet polystyren-butadien-styren (SBS). Konventionelle sølvtrådsbaserede ledende gummier har begrænsede biomedicinske anvendelser, fordi sølv er giftigt. I dette studie, guldkappen forhindrer sølvs udvaskning og korrosion forårsaget af luft og biologiske væsker såsom sved.

"Vi udnyttede sølvs høje ledningsevne, SBS' strækbarhed, og gulds høje biokompatibilitet, " forklarer HYEON Taeghwan, direktør for Center for Nanopartikelforskning og tilsvarende medforfatter. "At finde den rigtige andel af hvert materiale var nøglen til succes."

Fremtidige forskningsplaner omfatter maksimering af ledningsevne og strækbarhed yderligere ved at designe nye, ikke -giftige materialer, og studere den terapeutiske effekt af nettet ved hjertesygdomme.