ایمپلنت کاغذی خود تجزیه شونده برای بیماری‌های مغزی ساخته شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، محققان مؤسسه ملی علم و فناوری در کره جنوبی می‌گویند کاغذ زیست تخریب پذیری که مانند چسب نواری به سطح مغز می‌چسبد می‌تواند با تحریک الکتریکی به صورت بی سیم، درمان بیماری‌های عصبی مانند پارکینسون و آلزایمر را متحول کند.

درمان‌هایی که از تحریک الکتریکی مغز استفاده می‌کنند می‌توانند بیماری‌های عصبی مانند پارکینسون و آلزایمر را بهبود بخشند. برای ارائه این تحریک عمیق مغزی (DBS)، الکترود‌هایی در نواحی مغز از طریق سوراخ‌های کوچک حفر شده در جمجمه کاشته می‌شوند. یک دستگاه شبه ضربان ساز، نیز در زیر پوست قفسه سینه قرار می‌گیرد تا الکترود‌ها را تغذیه کند.

وارد کردن الکترود‌ها به مغز خطراتی دارد، یکی از آنها این است که نوک الکترود‌ها ممکن است جا به جا شود، به جای دیگری حرکت کند و یا بشکنند. از این رو محققان کره‌ای یک ایمپلنت زیست تخریب پذیر و فعال بی سیم «کاغذ زیستی» ساخته اند که می‌تواند از بروز این مشکلات جلوگیری کند.

مجریان این طرح می‌گویند: مواد توسعه یافته گزینه‌های درمانی شخصی سازی شده متناسب با نیاز‌ها و ویژگی‌های فیزیکی، ساده سازی فرآیند‌های درمانی، افزایش انعطاف پذیری و تطبیق پذیری در کاربرد‌های بالینی مبتنی بر تحریک الکتریکی را ارائه می‌دهند.

این ماده از نانوذرات مغناطیسی الکتریک سنتز شده (MENs) ساخته شده است که شامل یک هسته مغناطیسی و یک پوسته پیزوالکتریک است که می‌تواند در هنگام اعمال میدان مغناطیسی خارجی، میدان الکتریکی ایجاد کند. به طور اساسی، هسته مغناطیسی، میدان مغناطیسی اعمال شده را به کرنش مکانیکی تبدیل می‌کند تا پوسته پیزوالکتریک آن را به یک میدان الکتریکی تبدیل کند.

MEN‌های پوسته هسته در نانوالیاف زیست تخریب پذیر الکتروریسی شده ادغام می‌شوند تا یک صفحه انعطاف پذیر و سبک وزن که کاغذ مانند، متخلخل و زیست تخریب پذیر است ایجاد کنند. تخلخل این ماده تضمین کننده عبور مولکول‌های کوچک مهم مانند اکسیژن و مواد مغذی است. این کاغذ پس از دو ماه تقریبا به طور کامل تجزیه شد.

محققان می‌گویند ترکیب مواد مغناطیسی در مقیاس نانو و مواد فیبری زیست تخریب پذیر مزایایی نسبت به دستگاه‌های الکترونیکی بی سیم سنتی در سطح سیستم دارد که بر مونتاژ پیچیده اجزای حجیم تکیه دارند و پس از ساخت قابل طراحی مجدد نیستند.

خصوصیات فیزیکی آن به این معنی است که «کاغذ» با سطوح منحنی و پیچیده - مانند مغز - مطابقت دارد و می‌توان آن را در حالی که عملکرد خود را حفظ می‌کند برش زد، رول کرد و تا زد. در واقع، آنقدر انعطاف پذیر بود که محققان بتوانند استوانه‌ای به شعاع ۴۰۰ میکرومتر بسازند که بتوان آن را دور یک عصب پیچیده و برای بازسازی آن، استفاده کنند. همچنین می‌توان این کاغذ را به اندازه مورد نیاز ساخت.

محققان کره‌ای می‌گویند: در واقع، کاغذ بیوالکتریک، را می‌توان به سادگی در مقیاس‌های اندام چند ده سانتیمتری یا مینیاتوری تا مقیاس‌های زیر میکرومتری برای عملیات‌های کم تهاجمی سفارشی کرد چرا که مگنتوالکتریک یا ریزساختار به مقیاس آن بستگی ندارد. به طور کلی، این کاغذ بیوالکتریک، با کاربرد آسان و گسترده، می‌تواند زمینه را برای ساخت ایمپلنت‌های بیوالکترونیک بی سیم با حداقل تهاجم و تجزیه پذیری بی سیم هموار کند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Advanced Materials منتشر شد.