Вчені створили розчинні електронні імплантати

Американські біоінженери навчилися виготовляти "розчинні" електронні імплантати, які можна знищити прямо усередині організму, не вдаючись до хірургічних операцій.

Інструкція з їх створення розміщена в журналі Science.

Учені назвали своє дітище "тимчасовою електронікою".

Як розповів керівник групи вчених Джон Роджерс (John Rogers) з університету штату Іллінойс в місті Урбана (США), він і його колеги багато років намагалися знайти ідеальне поєднання матеріалів для створення подібного апарату, експериментуючи з різними органічними і неорганічними сполуками.

Усі компоненти такої електроніки - ізолюючі підкладки, провідники та напівпровідники - повинні безперешкодно виводитися з організму, не завдаючи йому шкоди. Крім того, готовий прилад повинен бути достатньо гнучким і компактним для успішної імплантації під шкіру або в інші частини тіла людини.

Автори статті змогли реалізувати всі необхідні властивості "розчинної" електроніки за допомогою трьох основних компонентів - магнію, надтонких плівок з кремнію і полімеру на основі шовку.

Магній і "шовк" безпечні для організму і можуть бути перероблені клітинними ферментами, а плівки кремнію хімічно інертні і поступово розпадаються під дією молекул води.

Чистий магній і його оксид використовуються як "будівельний матеріал" для провідних електродів і діелектричної підкладки для транзисторів. Найтонші смужки кремнію необхідні для роботи транзисторів та інших напівпровідникових приладів, у тому числі датчиків температури, мікроскопічних фотосенсорів і фотокамер. Молекули біополімеру, що є основою шовку, використовуються як гнучка і розчинна оболонка приладу.

"Розчинна" електроніка виготовляється наступним чином. Спочатку вчені друкують заготовки для транзисторів з тонких кремнієвих плівок, потім поверх них наносяться лини з оксиду магнію і чистого металу, після чого прилад упаковується в шар гнучкого полімеру на базі шовку. Структура полімеру визначає термін придатності імплантату - відносно неміцні молекули шовку дозволять йому проіснувати в тілі пацієнта кілька днів, тоді як більш складний полімер протримається кілька місяців або навіть років.

Для демонстрації цієї технології вчені виготовили імплантат з датчиком бактерій і імплантували його під шкіру щура. Пристрій не викликав роздратування у гризуна, успішно стежив за появою мікробів і розчинився після закінчення терміну служби. Крім того, Роджерсу і його колегам вдалося зібрати більш складний прилад - цифрову камеру з 64 пікселів - на основі цієї технології.

Біоінженери вважають, що застосування таких приладів не обмежується медициною і натільною електронікою. Зокрема, стільникові телефони та інші портативні електронні пристрої на базі розчинних компонентів можна буде утилізувати, закопуючи в землю або розчиняючи у воді.

Зазначимо, що в цьому році виріб подібної дії було створено групою вчених і студентів з університету штату Пенсільванія. Дослідники розробили спосіб виготовлення пластирів та іншого перев'язувального матеріалу з нановолокон крохмалю, які розкладаються прямо на шкірі і перетворюються у глюкозу.