ساخت هیدروژل قابل تجزیه که نقش الکترود را در بدن ایفا می‌کند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان کره‌ای با استفاده از اکسیدگرافن احیاء شده، هیدروژلی ساختند که به صورت کنترل شده قابل تجزیه بوده و می‌تواند به بدن تزریق شود.

انتقال سیگنال زیستی کارآمد با استفاده از بیوالکترود‌های کاشتنی، قابل دستیابی است. بیوالکترود‌های مبتنی بر فلز باعث التهاب بافت شده، انتقال سیگنال را ناکارآمد کرده و مشکلاتی در سیستم‌های زیستی پدید می‌آورد. اما به تازگی محققانی از کره‌جنوبی راه‌حلی برای رفع این چالش ارائه کردند. آن‌ها هیدروژلی ساختند که مبتنی بر گرافن بوده و قابل کاشت در بدن است.

از این هیدروژل رسانا مبتنی بر گرافن (ICH) می‌توان به‌عنوان بیوالکترود‌های قابل کاشت پیشرفته استفاده کرد، زیرا از آنجا که تزریق می‌شوند، اجازه می‌دهند انتقال سیگنال به خوبی انجام شود.

دستگاه‌های الکترونیکی شناخته شده به‌عنوان بیوالکترود‌های قابل کاشت سیگنال‌ها را به سیستم‌های بیولوژیکی زنده انتقال می‌دهند و برای نظارت یا تحریک فعالیت بیولوژیکی استفاده می‌شوند. چنین دستگاه‌هایی را می‌توان با استفاده از مواد و فرآیند‌های متعدد ساخت.

ماده مناسب برای عملکرد و زیست سازگاری به دلیل تماس آن با بافت‌های زنده از اهمیت زیادی برخوردار است. هیدروژل‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری، سازگاری و توانایی تعامل عالی مورد توجه زیادی قرار گرفته‌اند.

جائه جوان لی، از انستیتوی علوم و فناوری گوانگجو می‌گوید: «الکترود‌های قابل کاشت سنتی غالباً باعث ایجاد مشکلات متعددی مانند برش بزرگ برای کاشت در بدن می‌شوند. در مقابل، مواد هیدروژل رسانا امکان تحویل و کنترل حداقل تهاجمی بر عملکرد بیولوژیکی در طول عمر داخل بدن را فراهم می‌کنند و از این رو بسیار مورد توجه هستند.»

برای تولید هیدروژل‌های رسانا، دانشمندان از اکسید گرافن احیاء شده و اصلاح شده با تیول (F-RGO) استفاده کردند.

نتایج بررسی‌های محققان نشان داد که هیدروژل‌های ساخته شده گرافن از نظر اتصال با بافت، کارایی بالایی داشته و بیشترین مقدار قرائت را ثبت کرد.

این تیم اثربخشی این هیدروژل را در ضبط سیگنال‌های الکترومیوگرافی داخل بدن در عضله و پوست موش ارزیابی کرد. دو نوع هیدروژلی که آن‌ها ساخته بودند، کیفیت سیگنال استثنایی را به نمایش گذاشتند و از الکترود‌های فلزی معمولی بهتر عمل کردند.

پروفسور لی نتیجه گرفت الکترود‌های مبتنی بر گرافن که توسط آن‌ها ساخته شده است، ویژگی‌هایی مانند حساسیت به سیگنال بالا، سادگی استفاده، حداقل تهاجمی و تخریب قابل تنظیم را دارد. درمجموع، این خصوصیات می‌توانند در توسعه بیوالکترونیک پیشرفته و بیوالکترود‌های قابل کاشت برای انواع شرایط پزشکی، مانند بیماری‌های عصبی عضلانی و اختلالات عصبی کمک کنند.