半机械人常在科幻小说和影视中出现,不过现实中要实现机械、电子设备和人体组织直接连接,存在巨大的挑战。
一个团队正在研究用于连接人体组件的新涂层,这些涂层可以帮助他们更轻松地适应这种环境。
研究人员于2020年8月17日在美国化学学会(ACS)2020年秋季虚拟会议暨展览会上展示他们的结果,并于2020年8月19日(星期三)举行有关该主题的新闻发布
研究人员开始时试图将刚性的无机微电极与大脑连接,但是大脑是由有机体,效果很差。
传统的微电子材料,例如硅、金、不锈钢等无机物,在植入时会造成疤痕。对于肌肉或大脑组织中的应用,需要传递电信号以使其正常运行,但是疤痕会中断这种活动。研究人员认为涂层可以提供解决这种困境。
PEDOT与马来酰亚胺的分子模型;碳原子为灰色,氧为红色,氮为蓝色,硫为黄色,氢为白色。
经过测试,研究人员发现共轭聚合物具有将硬件和人体组织连接所需的特性。这些共轭聚合物具有电活性,但也具有离子活性。反离子给它们提供所需的电荷,因此当它们工作时,电子和离子都在移动。
这种聚合物被称为聚(3,4-乙撑二氧噻吩)或PEDOT,可通过将其阻抗降低两到三个数量级来显着改善医疗植入物的性能,从而提高患者的信号质量和电池寿命。
研究小组解决了如何使聚合物功能特定化,是在PEDOT上加入不同的官能团。在亚乙基二氧噻吩(EDOT)单体中添加羧酸、醛或马来酰亚胺取代基,使研究人员具有创造具有多种功能的聚合物的多功能性。
最近,研究小组制作了一种带有血管内皮生长因子(VEGF)抗体的PEDOT薄膜。血管内皮生长因子刺激损伤后的血管生长,肿瘤劫持这种蛋白质来增加其血液供应。研究小组开发的聚合物可以作为一种传感器来检测VEGF的过度表达,从而检测疾病的早期阶段,以及其他潜在的应用。
目前,该团队已经用多巴胺制造了一种聚合物,该聚合物在成瘾行为以及EDOT单体的多巴胺官能化变体中起着重要作用。研究团队表示这些生物合成的混合材料有一天可能会在将人工智能与人脑融合中有用。
(网图侵删)
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