La técnica posiblemente permitiría un diseño rápido y bajo demanda de dispositivos neuronales más blandos y seguros.

Los implantes cerebrales normalmente están construidos de acero y diferentes tejidos inflexibles que a lo largo de los años pueden causar irritación y acumulación de tejido cicatricial.

Ingenieros del MIT están trabajando en el desarrollo de implantes neuronales cómodos y versátiles que pueden aceptar suavemente los contornos de la mente y realizar un seguimiento de la tarea durante sesiones más largas, sin tejido traumático circundante.

Estos dispositivos electrónicos versátiles podrían ser opciones más blandas para los electrodos actuales basados ​​en metal diseñados para observar tareas mentales, y también pueden ser útiles en implantes mentales que estimulan las áreas neuronales para aliviar los signos de epilepsia, enfermedad de Parkinson y melancolía crítica.

Dirigido por Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica y de ingeniería civil y ambiental, el equipo ha avanzado en una opción para imprimir en 3D sondas neuronales y diferentes dispositivos digitales que son tan cómodos y versátiles como el caucho.

Los artilugios están construidos de un tipo de polímero, o plástico cómodo, esto es eléctricamente conductor.

Remodelaron esto en la mayoría de los casos con una resolución de polímero que se asemeja a un líquido, directamente en una sustancia adicional como pasta de dientes viscosa, que luego podrían alimentar a través de una impresora 3D estándar para crear patrones fuertes y eléctricamente conductores.

Revelaron varios dispositivos digitales cómodos, junto con un pequeño electrodo de goma, que implantaron en la cabeza de un ratón.

A medida que el ratón se movía libremente en un entorno controlado, la sonda neural estaba lista para seguir la tarea de una neurona.

El monitoreo de esta tarea puede brindar a los científicos una imagen de mayor resolución de la tarea de la mente y ayudará a adaptar los tratamientos y los implantes mentales a largo plazo para muchos problemas neurológicos.

“Esperamos que al demostrar esta prueba de concepto, las personas puedan usar esta tecnología para hacer diferentes dispositivos, rápidamente“, dice Hyunwoo Yuk, un erudito graduado en el equipo de Zhao en el MIT.

“Pueden cambiar el diseño, ejecutar el código de impresión y generar un nuevo diseño en 30 minutos.

Esperemos que esto agilice el desarrollo de interfaces neuronales, totalmente hechas de materiales blandos“.

Los polímeros conductores son una categoría de telas que los científicos han explorado con entusiasmo últimamente por su mezcla distintiva de flexibilidad plástica y conductividad eléctrica metálica.

Los polímeros conductores se utilizan comercialmente como recubrimientos antiestáticos, ya que pueden eliminar con éxito cualquier carga electrostática que se acumule en la electrónica y las diferentes superficies propensas a la electricidad estática.

“Estas soluciones de polímeros son fáciles de rociar en dispositivos eléctricos como pantallas táctiles“, dice Yuk.

“Pero la forma líquida es principalmente para recubrimientos homogéneos, y es difícil usar esto para cualquier diseño bidimensional de alta resolución. En 3D, es imposible “.

Yuk y sus colegas razonaron que si pudieran mejorar un polímero que se pudiera imprimir, podrían usar la tela para imprimir una cantidad de dispositivos digitales, intrincadamente diseñados, correspondientes a circuitos versátiles y electrodos de neurona única.

En su nuevo descubrimiento, mejoran el poli (3,4-etilendioxitiofeno) sulfonato de poliestireno, o PEDOT: PSS, un polímero que normalmente está equipado dentro del tipo de un líquido azul oscuro.

El líquido es una mezcla de agua y nanofibras de PEDOT: PSS.

El líquido obtendrá su conductividad de esas nanofibras que, después de estar disponibles en contacto, actúan como una especie de túnel en el que cualquier carga eléctrica puede deslizarse.

Si los investigadores hubieran alimentado este polímero directamente en una impresora 3D en su forma líquida, simplemente podría derramarse en el piso subyacente.

Entonces, apareció como una opción espesar el polímero mientras se mantiene la conductividad eléctrica inherente de la tela.

Primero liofilizaron la tela, eliminando el líquido y dejando en la parte posterior de una matriz seca, o esponja, nanofibras.

Esas nanofibras se transformarían quebradizas y agrietadas.

Entonces, los investigadores remezclaron las nanofibras con una respuesta de agua y un solvente natural, que hasta ahora habían avanzado, para dar forma a un hidrogel, una materia gomosa a base de agua incrustada con nanofibras.

Hicieron hidrogeles con más de unas pocas concentraciones de nanofibras, que varían entre cinco y ocho pc por peso de nanofibras y produjeron un material similar a la pasta de dientes que era eléctricamente conductor y apropiado para alimentar directamente a una impresora 3D .

“Inicialmente, es como agua jabonosa“, dice Zhao.

“Condensamos las nanofibras y las hacemos viscosas como pasta de dientes, para que podamos exprimirlas como un líquido espeso e imprimible“.

Los investigadores introdujeron el nuevo polímero en una impresora 3D estándar y descubrieron que podrían producir patrones intrincados que permanecían fuertes y eléctricamente conductores.

Revelaron un pequeño electrodo gomoso.

El electrodo está compuesto de una capa de polímero versátil y transparente, sobre el cual revelaron el polímero que logró, en trazos delgados y paralelos que convergieron en una punta, midiendo aproximadamente 10 micras, ser lo suficientemente pequeño como para detectar indicadores eléctricos de una sola neurona.

Implantaron el electrodo en el cerebro de un ratón donde podrían seleccionar indicadores eléctricos de una neurona.

“Tradicionalmente, los electrodos son cables de metal rígidos, y una vez que hay vibraciones, estos electrodos de metal podrían dañar el tejido“, dice Zhao.

“Hemos demostrado ahora que se puede insertar una sonda de gel en lugar de una aguja“.

Estos electrodos basados ​​en hidrogel también pueden ser más delicados que los electrodos de acero estándar.

El electrodo está construido a partir de nanofibras conductoras de electrones, incrustadas en un hidrogel, un material a base de agua que los iones pueden atravesar libremente.

“La belleza de un hidrogel de polímero conductor es que, además de sus propiedades mecánicas blandas, está hecho de hidrogel, que es iónicamente conductor, y también una esponja porosa de nanofibras, de la cual los iones pueden fluir dentro y fuera“, dice Lu .

“Debido a que todo el volumen del electrodo está activo, se mejora su sensibilidad“.

También fabricó¿aron una matriz de electrodos múltiples: un pequeño cuadrado de plástico del tamaño de un Post-it, con electrodos muy delgados, sobre los cuales los investigadores también revelaron un plástico esférico inteligente.

“Hacemos la misma geometría y resolución de este dispositivo mediante la impresión 3D, en menos de una hora“, dice Yuk.

“Este proceso puede reemplazar o complementar las técnicas de litografía, como una forma más simple y económica de fabricar una variedad de dispositivos neurológicos, bajo demanda“.

Fuente: Market Research News

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