18:13 2023-05-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Noua electronică extensibilă 3D poate avansa tehnologia organ-on-cip
_ Noua electronică extensibilă 3D poate avansa tehnologia organ-pe-cip
Nanomembranele electronice flexibile sunt promițătoare pentru tehnologiile revoluționare organ-pe-cip, reducând potențial nevoia de testare pe animale în cercetarea medicală.
Inginerii de la UNSW Sydney au descoperit o modalitate de a crea sisteme electronice flexibile pe materiale ultrasubțiri asemănătoare pielii.
Dezvoltarea permite structurilor 3D extensibile întregi să funcționeze ca un semiconductor și ar putea ajuta la reducerea semnificativă necesitatea testării pe animale, făcând așa-numita tehnologie organ-on-cip mai eficientă.
În continuare, tehnologia ar putea fi folosită și în sistemele de monitorizare a sănătății portabile sau în aplicații biomedicale implantabile, cum ar fi un sistem pentru a alerta persoanele cu epilepsie despre o criză iminentă.
Echipa de cercetare, condusă de dr. Hoang-Phuong Phan de la Școala de Inginerie Mecanică și de Fabricare a UNSW, și-a publicat concluziile în Materiale funcționale avansate.
Noul lor proces implică utilizarea litografiei — o tehnică care folosește lumina pentru a imprima modele minuscule — pentru a fabrica semiconductori cu bandgap largi, cum ar fi carbura de siliciu și nitrura de galiu, pe nanomembrane foarte subțiri și flexibile pe un substrat polimeric.
Acele membrane semiconductoare oferă funcționalități de detectare, înregistrare și stimulare chiar și în timp ce sunt întinse și răsucite în orice formă imaginabilă 3D.
Ele ar putea deveni o componentă importantă a tehnologiei organ-on-cip, care este o tăiere- abordare de vârf care implică crearea de versiuni în miniatură ale organelor umane pe cipuri mici.
Aceste cipuri reproduce funcțiile și structurile organelor, permițând oamenilor de știință să-și studieze comportamentul și să testeze efectele medicamentelor sau bolilor într-un mod mai precis și mai precis. mod eficient.
Și deoarece tehnologia organ-on-cip permite cercetătorilor să imite complexitatea organelor umane în condiții de laborator, are potențialul de a elimina necesitatea de a folosi animale pentru o gamă largă de teste și experimente .
„Mulți oameni sunt dornici să se îndrepte spre testarea medicală pe versiuni replicate de celule umane, mai degrabă decât pe animale vii din motive legale, etice și morale”, spune dr. Phan.
” Puteți crește organe celulare 3D care imită organele dintr-un corp real, dar trebuie să dezvoltăm și electrozi 3D pentru a ajuta la facilitarea procesului organ-pe-cip.”
„Procesul nostru permite un sistem electronic. să fie creată pe o membrană care poate fi întinsă în orice formă 3D în jurul organului pe cip.”
Lucrarea este punctul culminant al colaborării interdisciplinare, interinstituționale între UNSW, Universitatea Griffith, UQ, QUT și partenerii lor internaționali, cum ar fi Universitatea Kyung Hee, Universitatea din California de Sud și Universitatea Northwestern.
Lectorul UNSW Scientia, Dr. Thanh Nho Do, un investigator șef al proiectului, a adăugat: „Folosim larg material bandgap, care spre deosebire de materialele semiconductoare tradiționale nu absoarbe lumina vizibilă. Asta înseamnă că atunci când oamenii de știință doresc să observe organul pe cip printr-un microscop, pot face acest lucru, ceea ce altfel nu ar fi posibil.”
„Sistemul electronic de pe membrană permite, de asemenea, o mulțime de date. să fie colectate în timp ce se monitorizează modul în care organul artificial reacționează la diferite lucruri în timp ce este testat.”
Pentru această aplicație, cercetătorii cred că ar putea fi un produs comercial în termen de trei până la cinci ani, deși își propun să facă Lucrări suplimentare pentru a îmbunătăți și mai mult dispozitivul și pentru a integra componente suplimentare, cum ar fi comunicația fără fir.
În ceea ce privește utilizarea tehnologiei în sistemele de monitorizare a sănătății portabile, dr. Phan spune că există un potențial interesant pentru noul proces îmbunătățirea calității monitorizării, diagnosticului și terapiei.
O astfel de funcție ar putea fi un manșon care poate ajuta la detectarea și semnalarea alertelor cu privire la nivelurile de radiații UV la care o persoană a fost supusă pe parcursul zilei, ceea ce ar putea ajuta în cele din urmă la reducerea cazurilor de cancer de piele.
p>
„Materialul cu bandă interzisă largă este important în această aplicație, deoarece semiconductorii tradiționali de siliciu au o bandă interzisă îngustă și nu absorb lumina UV”, spune dr. Phan.
Echipa UNSW propune, de asemenea, noul lor. materialul poate fi dezvoltat în continuare pentru a crea dispozitive biomedicale implantabile în care sistemul electric poate monitoriza și influența semnalele neuronilor în timp real.
Deși un astfel de dispozitiv nu ar fi probabil disponibil timp de cel puțin 10 ani, cercetătorii plănuiesc deja teste suplimentare cu scopul de a ajuta potențial persoanele care suferă de epilepsie — o tulburare neurologică în care exploziile bruște și necontrolate de activitate electrică în creier pot provoca convulsii.
„Pentru persoanele cu epilepsie, atunci când un criza este pe cale să se întâmple, creierul va trimite semnale neobișnuite care sunt declanșatorul”, spune dr. Phan.
„Dacă putem crea un dispozitiv electronic implantabil care poate detecta acele modele anormale, acesta poate de asemenea, să fie folosit pentru a aplica stimularea electrică pentru a ocoli criza."
Una dintre provocările cheie care trebuie depășită în ceea ce privește dispozitivele implantabile este modul de alimentare a unui astfel de sistem electronic.
Cercetătorii de la UNSW încearcă, de asemenea, să dezvolte un sistem de cuplare prin rezonanță magnetică care ar putea fi integrat cu membranele electronice 3D cu bandgap largă pentru a transfera fără fir puterea prin corp printr-o antenă externă.
Comentarii:
Adauga Comentariu