Органический электрод может допускать короткое замыкание.

Исследователи разработали мягкий проводящий электрод, имплантация которого не требует инвазивной хирургии и со временем рассасывается в организме. Они говорят, что их метод может стать новым способом лечения нехронических заболеваний, таких как рак и травмы нервов, с помощью электрической стимуляции.

Терапевтическая электростимуляция тканей и нервной системы часто используется при хронических заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона или эпилепсия, когда хирургически имплантированные электроды подают электрические импульсы в определенные области мозга. Но электротерапия также может принести пользу людям с нехроническими заболеваниями, такими как боль, травмы нервов или рак.

Исследователи из Лундского университета и Гетеборгского университета разработали проводящий органический электрод, который вводится без инвазивной хирургии, интегрируется в тело и со временем растворяется.

«Наша работа естественным образом объединяет электронику с биологическими системами, что открывает возможности для лечения нехронических заболеваний, которые трудно лечить», — сказал Мартин Йорт, ведущий автор исследования. «В исследовании мы использовали рыбок данио — отличную модель для изучения органических электродов в структурах мозга».

Исследователи создали свои электроды, используя A5, водорастворимый смешанный ионно-электронный полимер с уникальными свойствами: он самособирается в гелевую отливку и образует гидрогель с высокой проводимостью, который остается стабильным в течение нескольких месяцев. Он также состоит из небольших полимеров, называемых олигомерами, что придает ему лучшие свойства биорезорбции.

Используя рыбку данио, модель регенерации конечностей и невропатии или повреждения нервов, приводящего к боли, исследователи ввели А5 в мозг рыбы с помощью шприца с диаметром канюли 30 мкм (размер наночастиц А5 в среднем составляет 80 нм). . Когда А5 взаимодействовал с эндогенными ионами, он образовывал стабильный мягкий электрод.

Со временем толщина мягкого электрода увеличилась, и из него начали расти дендриты, образующие тесную связь с окружающими клетками. Применяя электрические импульсы к срезам мозга, вырезанным из рыбы с помощью имплантированных электродов, исследователи смогли контролировать передачу нервных сигналов.

«[Мы] разработали метод, при котором раствор наночастиц вводится в ткань с помощью иглы размером с человеческий волос», — сказал Роджер Олссон, автор исследования. «Эти частицы, состоящие из небольших молекулярных цепочек (полимеров), затем самоорганизуются в проводящую структуру и интегрируются с клетками организма».

Проводящая структура начала разрушаться примерно через девять дней после введения, а затем полностью рассосалась, не причинив вреда рыбе.

Исследователи говорят, что их новые минимально инвазивные электроды открывают возможности для их использования в нехронических методах лечения. Следующий шаг — опробовать процедуру на мозге более крупных грызунов и приматов.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.

Источник: Лундский университет.