Исследователи из секции биоэлектроники под руководством доктора Василики Джагка разработали инновационный подход к продлению срока службы нейроимплантатов, защищая их от агрессивной внутренней среды человеческого тела. Их работа представляет собой важный шаг к созданию долговечных и безопасных медицинских устройств для лечения заболеваний мозга, в том числе, болезни Паркинсона и клинической депрессии.
Нейроимпланты играют ключевую роль в изучении мозга и лечении заболеваний, воздействуя на нейроны и нейронные сети электрическими сигналами. Однако долговечность этих устройств остается одной из главных проблем, поскольку традиционные кремниевые чипы, используемые в их конструкции, подвержены разрушению из-за воздействия телесных жидкостей.
Для решения этой проблемы ученые применили полимер PDMS (полидиметилсилоксан), который обладает высокой стойкостью к коррозии. Этот материал был использован для покрытия кремниевых микросхем, создавая барьер, защищающий их от воздействия агрессивных жидкостей. В рамках исследования были проведены лабораторные испытания, в ходе которых чипы подвергались воздействию горячего соляного раствора и электрических токов, чтобы имитировать условия длительной имплантации.
Результаты показали, что микросхемы с покрытием из PDMS сохраняли свою электрическую стабильность и оставались функциональными даже при длительном контакте с жидкостями. В то же время «оголенные» участки микросхем продемонстрировали явные признаки разрушения, что подтвердило необходимость защитного слоя. PDMS оказался идеальным материалом для длительной защиты, обеспечивая их стабильную работу на протяжении многих месяцев.
«Мы были удивлены, насколько устойчивыми оказались микрочипы при погружении в горячую соленую воду и воздействии электрического тока», — делится впечатлениями аспирант Камбиз Нанбахш, первый автор исследования. Его слова подтверждает доктор Джагка, подчеркнув, что их выводы прокладывают путь к созданию более надежных и эффективных нейроимплантатов для минимально инвазивных интерфейсов мозг-компьютер и других биомедицинских приложений.
Эти инновации не только продлевают срок службы нейроимплантатов, но и открывают новые горизонты в разработке передовых биомедицинских устройств. Например, более долговечные имплантаты могут найти применение в лечении хронических заболеваний и в научных исследованиях, где требуется долговременный мониторинг нейронной активности.
По словам Джагка, защитное покрытие из PDMS играет решающую роль в предотвращении разрушения кремниевых микросхем в организме. «Эта работа подчеркивает важность силиконовой инкапсуляции для повышения надежности имплантатов. Мы уверены, что наши результаты станут основой для разработки более стойких технологий, способных значительно улучшить медицинскую помощь и качество жизни пациентов», — отмечает она.
Ранее мы сообщали, что российские ученые разработали имплантаты для нервной системы.
