211service.com
Grafen och den nya tekniken för neurala proteser
Den framväxande tekniken för neurala proteser har kraften att förändra vad det innebär att vara människa. Förmågan att implantera elektroder i ögonens öron, ryggrad eller till och med hjärnan har potential att övervinna degenerativa sjukdomar, laga trasiga kroppar och till och med förbättra våra sinnen med övermänskliga förmågor.
Men trots många försök med elektroniska enheter implanterade i människokroppen finns det fortfarande många utmaningar framför sig. Problemet är att de flesta av dessa enheter är baserade på silikonsubstrat som är hårda, styva och vassa. Det är vanligtvis inte egenskaper som passar bra med mjukvävnad.
Följaktligen kan varje liten rörelse av dessa enheter skada närliggande vävnad och i värsta fall bilda ärrvävnad. Dessutom kan den varma, våta och salta miljön inuti kroppen skada elektroniska komponenter, vilket begränsar deras livslängd.
Vad som behövs är naturligtvis ett flexibelt substrat som också är biokompatibelt med mänsklig vävnad. Nu säger Lucas Hess och kompisar vid Technische Universität München i Tyskland att de har hittat det perfekta materialet – grafen. Idag beskriver de sina planer för grafenbaserade neurala proteser och de experiment de redan har gjort för att testa dess biokompatibilitet.
Grafen är idealiskt eftersom kolkycklingtråd bara är en enda atom tjock och därför mycket flexibel. Det hålls också samman av kolbindningar, som är bland de mest stabila som kemister känner till. Det betyder att den ska vara relativt stabil inuti människokroppen.
Men grafen har en annan fördel. Hess och kompisar har visat hur det är möjligt att använda den för att göra transistorer som är grindade av lösningen som transistorn sitter i. Med andra ord kommer de naturliga kroppsvätskorna som omger dessa proteser att utgöra en integrerad del av deras funktion.
Så kallade lösningsstyrda transistorer är mycket känsligare för elektroniska förändringar i sin miljö än konventionella kiselenheter. [Graphene-baserade] enheter ... överträffar vida nuvarande teknologier när det gäller deras gate-känslighet, säger Hess och co.
Dessa killar har börjat testa grafengränssnitt med olika celler som retinala ganglieceller och rapporterar att grafen har utmärkt biokompatibilitet.
Naturligtvis ligger fungerande grafenbaserade neurala proteser en bit in i framtiden. Men Europa tillkännagav nyligen en investering på 1 miljard euro i grafenforskning under de kommande tio åren. Om det inte köper några betydande framsteg på detta område, kommer ingenting att göra det.
Ref: arxiv.org/abs/1302.1418 : Grafentransistorer för bioelektronik