Was wäre, wenn Patienten ihre eigenen Sensoren verschlucken könnten? Diese Frage beantwortete ein Team europäischer Forscher, indem es eine neue Methode zur Überwachung von Patienten entwickelte. Ein Team der Technischen Universität München entwickelte eine Methode, um Mikroelektroden auf Gummibonbons zu drucken. Sie hoffen auf die Gummiskönnte eine süßere und einfachere Möglichkeit bieten, elektrische Signale im Gehirn oder im Herzen zu überwachen.
Mikroelektroden benötigen ein weiches Material, um optimal zu funktionieren, und das Team von Professor Bernhard Wolfrum dachte über den Tellerrand hinaus nach einer einzigartigen Substanz. Die Forscher verwendeten Tintenstrahldruck, um ein Mikroelektrodenarray auf die beliebten Kaubonbons aufzubringen. Das Array enthält eine große Anzahl von Elektroden undkann Spannungsänderungen in Neuronen oder Muskelzellen erfolgreich erkennen.
Die Gummibärchen gaben dem Array auch einen zusätzlichen Vorteil der markierten Weichheit des Bonbons. Oft enthalten Mikroelektroden-Arrays harte Materialien wie Silizium. Diese Materialien eignen sich nicht gut, wenn sie mit lebenden Zellen in Kontakt kommen, so das UTM-TeamIn einer Laborumgebung kann die Härte selbst des kleinsten Sensors eine Entzündung auslösen, die Form einer Zelle beeinflussen oder sogar dazu führen, dass ein Organ nicht mehr als Reaktion auf die Elektrodenmaterialien funktioniert.
Die Gummis gaben dem Array einen weichmachenden Effekt, der nach Angaben der Forscher günstige Ergebnisse zeigte. Dies beschleunigte auch einen oft zeitaufwändigen Prozess und ermöglichte es dem Team, die für die Herstellung von Elektrodenarrays erforderlichen Spezialgeräte zu umgehen.
"Wenn Sie stattdessen die Elektroden drucken, können Sie einen Prototyp relativ schnell und kostengünstig herstellen. Gleiches gilt, wenn Sie ihn überarbeiten müssen", erklärte Wolfrum, Professor an der TUM als Professor für Neuroelektronik. "Rapid Prototyping dieser Art ermöglichtuns auf völlig neue Weise zu arbeiten. "
Die Elektroden wurden mit einer High-Tech-Version eines Tintenstrahldruckers gedruckt, erklärte das Team. Die Elektroden selbst waren Tinte auf Kohlenstoffbasis. Um zu verhindern, dass die Sensoren zu empfindlich sind, trug das Team eine neuronale Schutzschicht auf die aufKohlenstoffpfade.
Es ist wichtig zu beachten, dass das Team für diesen Prozess nicht einfach im Laden gekaufte Gummibärchen verwendet hat. Sie haben eine Vielzahl von Substanzen wie eine weichere Form von Silizium getestet, bevor sie sich für Gelatine entschieden haben.
Während dieser Tests mit Zellkulturen bestätigten die UTM-Forscher, dass die Sensoren zuverlässige Messungen abgaben. Die Sensoren konnten Messungen identifizieren und verfolgen, die so spezifisch sind wie eine einzelne Zelle.
"Die Schwierigkeit besteht in der Feinabstimmung aller Komponenten - sowohl der technischen Einrichtung des Druckers als auch der Zusammensetzung der Tinte", sagte Nouran Adly, der Erstautor der Studie.
Das UTM-Team sagte, dass dieses Verfahren in einer Reihe von verschiedenen Bereichen eingesetzt werden könnte. Das Verfahren würde für ein schnelles Prototyping in der Forschung funktionieren. Die Attraktivität von Gummibärchen könnte die Behandlung von Patienten erleichtern - insbesondere wenn sie es sindein jüngerer Patient zögert oder hat Angst, überwacht zu werden.
"In Zukunft könnten ähnliche weiche Strukturen beispielsweise zur Überwachung von Nerven- oder Herzfunktionen im Körper oder sogar als Schrittmacher verwendet werden", sagte Wolfrum.
Das Team wird weiterhin am Elektrodenarray selbst arbeiten. Sie möchten eine komplexere 3D-Version des Mikroelektrodenarrays entwickeln. Außerdem lernen sie mehr über druckbare Sensoren, die auf verschiedene Chemikalien reagieren können, anstatt elektrische Schwankungen zu verfolgen.
Via : EurekAlert