Sanjukta Mondal tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Qandakı hemoglobin kimi təbii zülallar canlı heyvanlarda birbaşa n-dopingli keçirici polimerin yığılmasını katalizləşdirə bilər. Mənbə: Science (2026). DOI: 10.1126/science.adu5500

19-cu əsrin elmi fantastika romanı olan “Frankenstein” süni materialların insan bədəni komponentləri ilə birləşdirilməsi ideyasını sırf təxəyyül məsələsi kimi araşdırır. İki əsr sonra bu cür anlayışlar tibb elmimizin ayrılmaz hissəsinə çevrildi. Sintetik materiallar və cihazlar neyrodegenerativ xəstəliklərdə sinir fəaliyyətini tənzimləməkdən tutmuş ürək-damar xəstəliklərində ürək ritminin idarə olunmasına qədər funksiyanı bərpa etmək üçün bədənin elektrik və kimyəvi sistemləri ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər.

Purdue Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən aparılan son tədqiqat bu məsələni bir addım daha irəli apardı. Onlar bədənin öz qan zülallarından, xüsusən də hemoglobindən təbii katalizator kimi istifadə etməklə birbaşa canlı orqanizmlərin içərisində sintez edilə bilən keçirici polimerlər hazırladılar.

Bu yeni n-tipli keçirici polimer interfeysi olan n-PBDF (poli(benzodifurandion)), bioelektrik tətbiqlər üçün elektrod kimi fəaliyyət göstərməsinə imkan verən yumşaq, toxuma bənzər bir konsistensiyaya malikdir. Cərrahi yolla implantasiya edilmiş aparatlardan istifadə edən ənənəvi bioelektronikadan fərqli olaraq, bu yanaşma, uzunmüddətli uyğunluğu təmin edərək, birbaşa canlı toxuma daxilində həssas komponentlər yaratmaq üçün bədəndə təbii olaraq meydana gələn zülallardan istifadə edir.

Zebra balığı embrionlarına və siçan beyninə daxil edildikdə, n-PBDF toksiklik, iltihab və ya davranışda hər hansı bir dəyişiklik yaratmadan sabit elektrik interfeysləri əmələ gətirdi. Təcrübələr həmçinin göstərdi ki, n-PBDF neyronlarla sorunsuz şəkildə inteqrasiya oluna bilər və bu da canlı siçanlarda işıqla tetiklenen sinir aktivliyinin millisaniyə dəqiqliyi ilə idarə olunmasına imkan verir. Nəticələr Science jurnalında dərc olunub .

Qan katalizli polimerlərin qurulması

Bədənimizin içi, vacib bioloji proseslərin davam etməsini təmin edən mükəmməl idarə olunan kimya laboratoriyası kimi fəaliyyət göstərir. Hər hansı bir sintetik materialın bu mühitdə və canlı toxuma ilə yanaşı işləməsi üçün bədənin kimyəvi və elektrik siqnallarını təhlükəsiz şəkildə keçirməli, kimyəvi parçalanmaya müqavimət göstərməli və bədənin immun sisteminin ona hücum etməsinə səbəb olmadan sorunsuz şəkildə birlikdə mövcud olmalıdır.n-PBDF-nin biouyğun sintezi. Kredit: Science (2026). DOI: 10.1126/science.adu5500

Keçirici polimerlər bütün bu tələblərə cavab verir. Lakin, fabrikdə istehsal olunan və sonra cərrahi yolla bədənə implantasiya edilən polimer əsaslı cihazların əksəriyyəti sərtliklərinə görə bədəndəki yumşaq toxumalarla inteqrasiya olunmur. Canlı toxumalarla yaxşı birləşmədikləri üçün, praktik tətbiq zamanı elektrik performansları zamanla tez-tez aşağı düşür.

Alimlər sinir fəaliyyətinə təsir göstərmək üçün birbaşa bədənin içərisində keçirici polimerlər yığmağa çalışıblar. Bu tədqiqatların əksəriyyəti müsbət yük daşıyıcıları və ya dəliklər vasitəsilə keçirən p-tipli materiallardan istifadəyə yönəlib, lakin bu yanaşmaları geri qaytarmaq çətindir və materiallar bəzən zəhərli yan təsirlərə səbəb olur.

Bu tədqiqatda tədqiqatçılar elektronların əsas yük daşıyıcıları olduğu n-tipli keçirici polimer üzərində işlədilər. Onlar benzodifurandion (BDF) monomeri olan maye tikinti blokunu birbaşa zebra balığı embrionları və siçanları kimi canlı heyvanlara yeridərək elektron interfeyslər yaratdılar. Reaksiyanı başlatmaq üçün süni kimyəvi maddələrdən istifadə etmək əvəzinə, onlar katalizator kimi hemoproteinlərə etibar etdilər.

Qanda hemoproteinlər və oksigenin iştirakı ilə BDF monomerləri, monomerləri uzun polimer zəncirlərinə birləşdirmək üçün radikal vasitəçilik reaksiyasını tetikleyen yüksək reaktiv dəmir formaları olan ferril hemoprotein aralıq məhsulları istehsal etdi.

Daha sonra komanda polimerin ətrafdakı su və bioloji mayelərdə olan natrium (Na⁺) kimi duz ionları ilə reduksiyaedici qatqısını həyata keçirdi. Bu addım polimerə özünəməxsus elektrik keçiriciliyi verdi.

Keçirici şəbəkələr yaradıldıqdan sonra, tədqiqatçılar prosesin təhlükəsiz olduğundan əmin olmaq üçün heyvanlar üzərində uzunmüddətli sağlamlıq yoxlamaları apardılar. Həm zerbafish, həm də siçanlar normal böyüdü və hərəkət etdilər və beyin iltihabı əlamətləri göstərmədilər.

Tədqiqatçılar yaxın infraqırmızı işıqdan istifadə edərək n-PBDF şəbəkələrinin fəaliyyətini idarə edə biləcəklərini aşkar etdilər . İşıqlandırıldıqda, polimer istilik və elektrik yükündə incə dəyişikliklər yaradaraq sinir hüceyrələrini qısa müddətə dayandırdı və onların işə düşməsinin qarşısını aldı.

Onlar bunu real vaxt rejimində siçanları mükafat üçün lingi çəkməyə öyrətməklə, sonra isə heyvanların davranışlarını dərhal dəyişdirən müəyyən beyin siqnallarını dayandırmaq üçün işıqdan istifadə etməklə nümayiş etdirdilər.

Bu tapıntılar elektronikanın beyin və sinir sistemi ilə qarşılıqlı əlaqəsinin səmərəli, lakin daha təhlükəsiz bir yolunu göstərir. Tədqiqatçılar inanırlar ki, bioelektronikanın qurulmasına qanla katalizləşdirilmiş bu yanaşma, invaziv prosedurlara ehtiyac olmadan beyin fəaliyyətini tələb olunduqda idarə etmək üçün güclü yeni bir yol açır.

Müəllifimiz Sanjukta Mondal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .