چاپ میکروالکترود روی پاستیل خرسی!

به گزارش سرویس علم و فناوری جی‌پلاس، محققان دانشگاه فنی مونیخ میکروالکترودهایی را به طور مستقیم روی موادی نرم چاپ کرده‌اند. از این حسگرها می‌توان برای اندازه‌گیری مستقیم سیگنال‌های الکتریکی مغز و قلب استفاده کرد. با روش‌های فعلی، الکترودهای متصل به چنین موادی، چالش‌هایی را برای محققان به وجود می‌آورد اما محققان با پرینت میکروالکترودها روی مواد نرم، این مشکلات را برطرف کرده‌اند.

آنها موفق شده‌اند میکروالکترودها را از طریق پرینت جوهرافشان، روی پاستیل خرسی انجام دهند. این میکروالکترودها شامل الکترودهایی است که می‌توانند تغییرات ولتاژ ایجاد شده بر اثر فعالیت رشته‌های عصبی یا سلول‌های ماهیچه‌ای را شناسایی کنند.

پاستیل‌های خرسی، مواد نرمی هستند که نرمی آن موقع به کارگیری از میکروالکترودها در سلول‌های زنده به کار می‌آید. میکروالکترودها در حالت اصلی خود، از مواد سختی چون سیلیکون تشکیل شده‌اند که در تماس با سلول‌های زنده، مشکلاتی را ایجاد می‌کند؛ به عنوان مثال، در شرایط آزمایشگاهی، سختی آن روی شکل و سازماندهی سلول‌ها اثر می‌گذارد. در داخل بدن هم، این مواد سخت ممکن است باعث ایجاد التهاب یا کاهش قابلیت‌های ارگان‌های بدن شود.

اما محققان به این نتیجه رسیده‌اند که با چاپ میکروالکترودها روی مواد نرم، این مشکل رفع می‌شود. روش‌های فعلی زمان‌بر است و به آزمایشگاه‌های تخصصی و فرآیندی پرهزینه نیاز دارد. اما با پرینت این الکترودها، می‌توان نمونه الکترودی ارزان و در کم‌ترین زمانم ممکن تولید کرد.

این الکترودها با جوهر کربنی روی مواد نرم چاپ می‌شوند. برای جلوگیری از جذب سیگنال‌ها توسط حسگرها، یک لایه محافظ خنثی به مسیرهای کربنی افزوده می‌شود. محققان این فرآیند را روی مواد مختلفی از جمله « پلییدیدیل سیلکسان» از جنس سیلیکون و «آگارز» آزمایش کردند که ازز آن در آزمایش‌های زیست‌شناسی استفاده می‌کنند. آنها در نهایت، انواع مختلف ژلاتین را هم شامل پاستیل خرسی مورد تست قرار دادند که ابتدا ذوب و سپس سخت شد. هر کدام از این مواد ویژگی‌های خاصی برای کاربردهای خاص دارند. به عنوان مثال، ایمپلنت‌هایی با پوشش ژلاتین به کاهش واکنش‌های ناخواسته در بافت‌های زنده کمک می‌کند.

محققان ادعا می‌کنند که این حسگرها با قطر 30 میکرومتر ارزیابی‌های دقیقی را در اختیار آنها قرار می‌دهد. از میکروالکترودهای چاپ شده روی مواد نرم می‌توان از نواحی مختلفی استفاده کرد. این کار نه تنها برای نمونه‌سازی سریع در تحقیقات به کار می‌آید، بلکه می‌تواند نوع درمان هر فرد را تغییر دهد. در آینده، ساختارهای نرم مشابهی را می‌توان برای کنترل عملکردهای اعصاب و قلب در بدن به کار برد و حتی از آن می‌توان به عنوان گام‌شمار هم استفاده کرد.