Zwei Schritte näher an flexible, leistungsstarke und schnelle bioelektronische Geräte

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Dion Khodagholy, Assistenzprofessor für Elektrotechnik, konzentriert sich auf die Entwicklung bioelektronischer Geräte, die nicht nur schnell, empfindlich, biokompatibel, weich und flexibel sind, sondern auch eine langfristige Stabilität in physiologischen Umgebungen wie dem menschlichen Körper aufweisen.

Solche Geräte würden die menschliche Gesundheit erheblich verbessern, von der Überwachung des Wohlbefindens zu Hause bis hin zur Diagnose und Behandlung neuropsychiatrischer Krankheiten, einschließlich Epilepsie und Parkinson-Krankheit.

Das Design heutiger Geräte wurde durch die starren, nicht biokompatiblen elektronischen Komponenten, die für eine sichere und effektive Nutzung erforderlich sind, stark eingeschränkt, und die Lösung dieser Herausforderung würde die Tür zu einem breiten Spektrum aufregender neuer Therapien öffnen.In Zusammenarbeit mit Jennifer N.

Gelinas, Abteilung für Neurologie, und dem Institut für Genomische Medizin am Iriving Medical Center der Columbia University hat Khodagholy kürzlich zwei Arbeiten veröffentlicht, die erste in Nature Materials (16.

März) über ionengetriebene weiche und organische Transistoren, die er und Gelinas entwickelt haben, um einzelne Neuronen aufzuzeichnen und in Echtzeit zu berechnen, was die Diagnose und Überwachung neurologischer Erkrankungen erleichtern könnte.Die zweite Arbeit, die heute in Science Advances veröffentlicht wurde, demonstriert einen weichen, biokompatiblen, intelligenten Verbundwerkstoff – ein organisches, gemischt leitendes, partikuläres Material (MCP) -, der die Herstellung komplexer elektronischer Komponenten ermöglicht, für die traditionell mehrere Schichten und Materialien erforderlich sind.

Sie ermöglicht auch eine einfache und effektive elektronische Verbindung zwischen weichen Materialien, biologischem Gewebe und starrer Elektronik.

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Da es vollständig biokompatibel ist und kontrollierbare elektronische Eigenschaften besitzt, kann MCP nicht-invasiv Muskelaktionspotenziale von der Oberfläche des Arms und – in Zusammenarbeit mit Sameer Sheth und Ashwin Viswanathan von der neurochirurgischen Abteilung des Baylor College of Medicine – großflächige Hirnaktivitäten während neurochirurgischer Eingriffe zur Implantation von Elektroden zur Tiefenhirnstimulation aufzeichnen.”Anstatt große Implantate zu haben, die in dicke….

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