Un nou senzor bioelectronic moale pentru monitorizarea funcțiilor neurologice

Cercetătorii de la Universitatea din California, Irvine, și Universitatea Columbia din New York au dezvoltat un senzor bioelectronic implantabil, moale și biocompatibil, destinat monitorizării funcțiilor neurologice. Această inovație, publicată în Nature Communications (2025), integrează tranzistori organici electrochimici, ion-gatați, care se adaptează mai bine țesuturilor vii decât tehnologiile tradiționale bazate pe siliciu.
Dispozitivul poate funcționa în zone sensibile ale corpului și se poate conforma structurilor organice pe măsură ce acestea se dezvoltă, oferind oportunități semnificative pentru aplicații pediatrice și neurologice.

Ce este senzorul bioelectronic moale?

Senzorul utilizează tranzistori complementari, asimetrici, construiți din materiale polimerice organice. Spre deosebire de tranzistorii standard care folosesc materiale rigide și potențial toxice, aceștia sunt:

• Moale și flexibil: Se integrează ușor în țesuturi.
• Biocompatibil: Nu provoacă toxicitate.
• Scalabil: Poate fi fabricat în diverse dimensiuni pentru aplicații multiple.

Cum funcționează dispozitivul?

• Tranzistorii funcționează ca valve simple care controlează fluxul de curent prin doparea și dedoparea electrochimică a canalului.
• Designul asimetric al contactelor permite utilizarea unui singur material, simplificând procesul de fabricație și permițând integrarea pe scară largă.

Avantaje și aplicații

• Adaptabilitate în țesuturile în creștere:

  • Dispozitivul se poate implanta la animale în dezvoltare și rămâne funcțional pe măsură ce structurile tisulare se schimbă. Acest lucru este imposibil pentru implanturile rigide din siliciu.
  • Este promițător în aplicațiile pediatrice, inclusiv monitorizarea neurologică pe termen lung.

• Utilizare extinsă:

  • Poate fi utilizat în alte aplicații biologice, cum ar fi monitorizarea biopotentialelor în țesuturi sau organe.
  • Tehnologia este potrivită pentru dispozitive medicale implantabile, tradițional bazate pe componente voluminoase și necompatibile biologic.

• Fabricare simplificată:

  • Utilizarea unui singur material polimeric organic reduce complexitatea și costurile de producție, facilitând dezvoltarea pe scară largă.

• Interacțiune ionic-electronică:

  • Dispozitivul este proiectat să interacționeze cu ionii, limbajul natural al corpului uman, oferind o integrare mai bună cu sistemele biologice.

Implicații clinice și viitorul tehnologiei

• Monitorizare neurologică precisă: Dispozitivul poate capta și procesa semnale biologice de înaltă calitate.
• Aplicații în pediatrie: Posibilitatea de a monitoriza dezvoltarea neurologică a copiilor sau de a sprijini intervențiile chirurgicale.
• Extinderea aplicațiilor bioelectronice: Tehnologia ar putea înlocui componentele electronice rigide utilizate în dispozitivele actuale.

Concluzii

Acest senzor bioelectronic moale reprezintă un progres major în integrarea electronicelor avansate cu biologia umană. Fiind biocompatibil, flexibil și scalabil, oferă soluții inovatoare pentru monitorizarea funcțiilor neurologice și alte aplicații medicale. Cercetările viitoare se vor concentra pe extinderea aplicațiilor sale și pe optimizarea fabricării.