Учёные вырастили электроды внутри живых организмов

Идея непосредственного внедрения в человеческое тело электронных устройств уже вовсю реализуется.

Вживление в мозг электродов оказалось практически единственной возможностью вернуть к более-менее нормальной жизни тех, кто страдает тяжёлыми недугами или травматическими поражениями центральной нервной системы. Однако, до недавних пор в биоэлектронике применялись жёсткие материалы, которые плохо совмещались с живой тканью.

Недавно специалистам из Линчепингского, Лидсского и Гётеборгского университетов (Швеция) удалось вырастить мягкие электроды прямо внутри организмов. Статья о результатах работы была опубликована в издании Science.

Живое и искусственное

Основная проблема функционирования электронных схем в связке с живыми организмами заключается в том, что со временем естественные ткани растут и изменяются. Поэтому искусственные элементы в такой среде могут окисляться, подвергаться коррозии, врастать в ткани и терять свою функциональность, либо даже пагубно влиять на здоровье. В иных случаях начинается отторжение инородного тела, что может привести и к летальному исходу.

Порой, для того, чтобы откорректировать ситуацию, требуется достаточно серьёзное хирургическое вмешательство.

Избежать этих проблем можно, создав материал, достаточно мягкий и гибкий для того, чтобы не пришлось соединять его с естественной тканью при помощи швов, но при этом довольно прочный, чтобы можно было ввести его в организм.

Мягкие проводники

Чтобы решить эту задачу и устранить фактор несовместимости, учёные разработали метод динамического создания мягких проводящих материалов без подложки в биологической среде. Они провели серию экспериментов по формированию электродов in vivo (в живом организме) на рыбках данио и пиявках.

В ходе опытов исследователи использовали

• эндогенные метаболиты — молекулы, включающие в себя фермент оксидаза для образования перекиси водорода;
• пероксидазу, отвечающую за катализ окислительной полимеризации; 
• водорастворимый сопряжённый мономер — полиэлектролит, предназначенный для ковалентного сшивания;
• поверхностно-активное вещество для стабилизации.

Как пояснили авторы разработки, все упомянутые биохимические вещества способны запускать реакции ферментативной полимеризации своих органических предшественников. Чтобы это произошло, в организм посредством инъекции вводится особый гель. После чего начинают формироваться полимерные цепочки, способные проводить электрический ток.

Киборги нового поколения

Эксперименты на животных показали, что гель не причинял им никакого вреда, а сформированные электроды не отторгались клетками и иммунной системой.

Так что, не исключено, что в обозримом будущем электроника станет просто естественной частью организма. Если, конечно, и опыты на людях пройдут с таким же успехом.