_ Materiale noi, mai biocompatibile pentru aplicații bioelectronice

Bioelectronica este un domeniu de cercetare în care converg biologia și electronica. În medicină, de exemplu, un curent electric extern este utilizat pentru a vindeca sau monitoriza bolile sistemului nervos și, de asemenea, pentru a monitoriza biomarkerii in situ. Pentru aceste aplicații se folosesc dispozitive din materiale conductoare.

Polimerul conductor cel mai utilizat până acum în aplicații energetice și biomedicale este PEDOT dopat cu PSS, cunoscut sub numele de PEDOT:PSS. În ciuda proprietăților sale excepționale, noi materiale conductoare care pot îmbunătăți unele dintre limitările sale, cum ar fi biocompatibilitatea, trebuie încă dezvoltate.

Un studiu realizat de grupul de nanotehnologie biomoleculară al CIC biomaGUNE propune un mecanism de dopaj PEDOT folosind o proteină robustă (PEDOT:Protein); Rezultatul este un material hibrid cu conductivitate ionică și electronică, care este destul de similar cu PEDOT:PSS în unele cazuri. Lucrarea este publicată în jurnalul Small.

„Este pentru prima dată când o proteină proiectată a fost folosită ca dopant pentru un polimer conductor; dopanții utilizați până acum limitează integrarea cu celule sau țesuturi și sunt de asemenea, dificil de modulat”, a explicat profesorul de cercetare Ikerbasque Aitziber L. Cortajarena, cercetătorul principal al grupului și directorul științific al CIC biomaGUNE.

Cortajarena a subliniat faptul că, deoarece aceste proteine ​​artificiale sunt biocompatibile, biodegradabile și durabile și oferă funcții interesante în mecanismele celulare, această cercetare a reușit să facă „un pas înainte în dezvoltarea unei noi familii de materiale care sunt mai biocompatibile, mai durabile și care oferă un grad mult mai ridicat de integrare biologică, datorită biocompatibilității proteinelor”.

Posibilitatea de a folosi „materiale conductoare care cuprind proteine ​​îmbunătățește în mod clar interfața și biointegrarea dintre biomaterialul conductiv și țesutul sau celulele în care este poziționat acest material”, a adăugat ea. De asemenea, au optimizat cu succes generarea de cerneluri imprimabile, drept urmare proprietățile lor de electroactivitate rămân după imprimare.

Această nouă familie de materiale este de o importanță crucială în dezvoltarea de noi aplicații sau noi utilizări în bioelectronică. „Vor face posibilă avansarea către limitări care nu pot fi abordate în prezent datorită simplității materialelor disponibile”, a spus cercetătorul CIC biomaGUNE Antonio Dominguez-Alfaro.

S-a subliniat că numărul de aplicații este proporțională cu imaginația persoanei care proiectează aceste materiale, dar au fost menționate câteva potențiale. „Electrozii ar putea fi pusi la dispoziție pentru implanturile cerebrale care ajută la controlul tremorului rezultat din boala Parkinson sau a crizelor cauzate de epilepsie. Aceștia ar putea fi aplicați și pe electrozii de piele folosiți în dispozitivele portabile, cum ar fi ceasurile, care măsoară semnele vitale, cum ar fi ritmul cardiac”.

În plus, unul dintre marile avantaje ale acestor materiale este că pot recunoaște biomolecule precum glucoza, de exemplu; ei „ar fi capabili să „reacționeze” la ea și să o măsoare prin transpirație, care este mai puțin invazivă decât metodele actuale, de exemplu”. În cele din urmă, aceste materiale ar putea fi folosite în baterii care sunt mai biocompatibile și mai accesibile la contact cu organismul.

e-Prot, un proiect european de dezvoltare a proteinelor conductoare proiectate

Acest studiu a a fost realizat în cadrul proiectului e-Prot, parte a programului FET Open 2020 (Future and Emerging Technologies) și condus de profesorul Aitziber L. Cortajarena. Scopul principal al proiectului este dezvoltarea unei platforme tehnologice pentru sisteme bioelectronice bazate pe proteine ​​și capacitatea acestora de a conduce electricitatea eficient.

Așadar, începând cu fabricarea de structuri și materiale conductoare pe bază de proteine, ceea ce este oferit este o alternativă la tehnologiile tradiționale utilizate în industria electronică.

(Fluierul)