رشد الکترود‌ها در بافت زنده بدن

 

پروفسور مگنوس برگرن (Magnus Berggren) از آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک در دانشگاه لینشوپینگ سوئد، گفت: برای چندین دهه، سعی کرده‌ایم الکترونیکی ایجاد کنیم که زیست‌شناسی را تقلید کند و حالا ما اجازه می‌دهیم زیست‌شناسی الکترونیک را برای ما ایجاد کند. 

 

پیوند الکترونیک به بافت بیولوژیکی برای درک عملکردهای پیچیده بیولوژیکی، مبارزه با بیماری‌ها در مغز و ایجاد رابط‌های آینده بین انسان و ماشین مهم است. با این حال، بیوالکترونیک معمولی که به موازات صنعت نیم‌رساناها توسعه یافته است، دارای طراحی ثابت و استاتیکی است که ترکیب آن با سیستم‌های سیگنال بیولوژیکی زنده، اگر غیرممکن نباشد، دشوار است. 

 

محققان روشی را برای ایجاد مواد نرم، بدون بستر و رسانای الکترونیکی در بافت زنده ایجاد کرده‌اند تا شکاف بین زیست‌شناسی و فناوری را پر کنند. محققان با تزریق ژلی حاوی آنزیم‌ها که به عنوان «مولکول‌های مونتاژ» شناخته می‌شوند، توانستند الکتروهایی را در بافت گورخرماهی و زالوهای دارویی رشد دهند. 

 

تماس با مواد، بدنه و ساختار ژل را تغییر می‌دهد و آن را رسانای الکتریکی می‌کند. «زنوفون استراکاسوس» (Xenofon Strakosas) محقق در آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک و دانشگاه لوند و یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه، می‌گوید بسته به بافت، ما همچنین می‌توانیم ترکیب ژل را برای انجام فرایند الکترونیکی الکتریکی تنظیم کنیم. 

 

مولکول‌های درون‌زای بدن برای تحریک تشکیل الکترود کافی است. نیازی به اصلاح ژنتیکی یا سیگنال‌های خارجی مانند نور یا انرژی الکتریکی که در آزمایش‌های قبلی ضروری بود، نیست. محققان سوئدی اولین کسانی هستند که در این زمینه موفق شدند. مطالعه آن‌ها راه را برای الگوی جدیدی در بیوالکترونیک هموار می‌کند. 

 

در این مطالعه، محققان همچنین نشان دادند که این روش می‌تواند مواد رسانای الکترونیکی را به زیرساخت‌های بیولوژیکی خاصی مورد هدف قرار دهد و در نتیجه رابط‌های مناسبی برای تحریک عصبی ایجاد می‌کند. در دراز مدت، ساخت مدارهای الکترونیکی کاملاًیکپارچه در موجودات زنده ممکن خواهد بود. 

 

تیم تحقیقاتی در دانشگاه لوند، با موفقیت به تشکیل الکترود در مغز، قلب و باله‌های دم گورخرماهی و اطراف بافت عصبی زالوهای دارویی دست یافتند. حیوانات توسط ژل تزریق شده آسیبی ندیدند و تحت تأثیر تشکیل الکترود نیز قرار نگرفتند. یکی از چالش‌های متعدد در این آزمایش‌ها، در نظر گرفتن سیستم ایمنی حیوانات بود. 

 

پروفسور راجر اولسون (Roger Olsson) از دانشکده پزشکی دانشگاه لوند گفت: با ایجاد تغییرات هوشمندانه در شیمی توانستیم الکترودهایی بسازیم که توسط بافت مغز و سیستم ایمنی پذیرفته می‌شد و گورخرماهی یک مدل عالی برای مطالعه الکترودها در مغز است. 

 

نتایج این تحقیق که حاصل همکاری مشترک آزمایشگاه‌های دانشگاه‌های لینشوپینگ، لوند و گوتنبرگ بود، در مجله «Science» منتشر شده است.