Kaliforniya, İrvine və Nyu-Yorkun Kolumbiya Universitetinin tədqiqatçıları xəstənin inkişafının ardıcıl mərhələləri vasitəsilə nevroloji funksiyaları izləyən biouyğun sensor implantı yaratmaq üçün tranzistorları yumşaq, uyğun materiala daxil ediblər.

Nature Communications – da bu yaxınlarda nəşr olunan bir məqalədə elm adamları, sərt, silikon əsaslı texnologiyalardan daha çox kimyəvi, bioloji və elektron olaraq canlı toxumalara daha uyğun olan tamamlayıcı, daxili, ion qapalı, üzvi elektrokimyəvi tranzistorların qurulmasını təsvir edirlər. Bu tranzistorlara əsaslanan tibbi cihaz bədənin həssas hissələrində fəaliyyət göstərə bilər və hətta böyüdükcə orqan strukturlarına uyğunlaşa bilir.

“Qabaqcıl elektronika artıq bir neçə onilliklər ərzində inkişaf mərhələsindədir, ona görə də mövcud dövrə dizaynlarının böyük bir deposu var. Problem ondadır ki, bu tranzistor və gücləndirici texnologiyalarının əksəriyyəti bizim fiziologiyamıza uyğun gəlmir”, – həmmüəllif Dion Khodagholy, Henry bildirib. UC Irvine-nin Elektrik Mühəndisliyi və Kompüter Elmləri Departamentində Samueli Fakültəsi Mükəmməllik Professoru.

“Bizim innovasiyamız üçün bioloji cəhətdən bizə daha yaxın olan üzvi polimer materiallardan istifadə etdik və onu ionlarla qarşılıqlı əlaqədə olmaq üçün dizayn etdik, çünki beynin və bədənin dili elektron deyil, iondur”.

Standart bioelektronikada siqnalların müxtəlif qütblərini nəzərə almaq üçün tamamlayıcı tranzistorlar müxtəlif materiallardan hazırlanmışdır ki, onlar dözümsüz və çətin olmaqla yanaşı, həssas ərazilərə implantasiya edildikdə toksiklik riskini də təqdim edirlər. UC Irvine və Kolumbiya Universitetindən olan tədqiqatçılar qrupu bu problemin ətrafında öz tranzistorlarını asimmetrik şəkildə yaradaraq, onların tək, biouyğun materialdan istifadə edərək idarə edilməsinə imkan yaradıblar.

“Tranzistor cərəyan axınına nəzarət edən sadə bir klapan kimidir. Bizim tranzistorlarımızda bu modulyasiyanı idarə edən fiziki proses kanalın elektrokimyəvi dopinqi və de-dopinqi ilə idarə olunur” deyə ilk müəllif Duncan Wisniewski, Kolumbiya Universiteti Ph. .D. Layihə zamanı indi UC Irvine Elektrik Mühəndisliyi və Kompüter Elmləri Departamentində qonaq alim olan namizəd.

“Asimmetrik kontaktları olan cihazları dizayn etməklə biz kanalda dopinq yerini idarə edə və diqqəti mənfi potensialdan müsbət potensiala keçirə bilərik. Bu dizayn yanaşması bizə tək materialdan istifadə edərək tamamlayıcı qurğu hazırlamağa imkan verir”.

O, əlavə etdi ki, tranzistorların daha kiçik, tək polimerli materiala yığılması istehsal prosesini xeyli asanlaşdırır, genişmiqyaslı istehsala və texnologiyanı orijinal nevroloji tətbiqdən kənarda demək olar ki, hər hansı biopotensial prosesə genişləndirmək imkanlarına imkan verir.

Bu yaxınlarda Kolumbiya Universitetindən İrvineyə köçən UC Irvine Translational Neyroelektronika Laboratoriyasına rəhbərlik edən Khodagholy, komandasının işinin miqyaslılığın əlavə faydası olduğunu söylədi: “Siz müxtəlif cihaz ölçüləri yarada bilərsiniz və hələ də bu tamamlayıcılığı qoruya bilərsiniz və hətta dəyişə bilərsiniz. Bu yeniliyi bir çox hallarda tətbiq oluna bilən material.”

Məqalədə vurğulanan digər üstünlük, cihazın inkişaf etməkdə olan heyvana implantasiya edilə bilməsi və orqanizm böyüdükcə toxuma strukturlarında keçidlərə tab gətirə bilməsidir ki, bu, sərt, silikon əsaslı implantlarla mümkün deyil.

Həmmüəllif Cennifer Gelinas, UC Irvine anatomiya və neyrobiologiya üzrə dosenti, həmçinin Orange County Uşaq Xəstəxanasının həkimi olan pediatriya professoru Cennifer Gelinas, “Bu xüsusiyyət cihazı xüsusilə pediatrik tətbiqlərdə faydalı edəcək” dedi.

“Biz bioloji siqnalları yüksək keyfiyyətli əldə etmək və emal etmək qabiliyyətinə malik möhkəm, tamamlayıcı, inteqral sxemlər yaratmaq bacarığımızı nümayiş etdirdik” dedi Xodaqoli. Tamamlayıcı, daxili, ion qapılı, üzvi elektrokimyəvi tranzistorlar “bioelektronikanın ənənəvi olaraq həcmli, biouyğun olmayan komponentlərə əsaslanan cihazlara tətbiqini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirəcək”.

Bu layihədə Khodagholy, Gelinas və Wisniewski ilə birlikdə Kolumbiya Universitetindən Claudia Cea, Liang Ma, Alexander Ranschaert, Onni Rauhala və Zifang Zhao iştirak etdilər.

Daha çox məlumat: Duncan J. Wisniewski və digərləri, keçirici polimerlərdə dopinqə məkan nəzarəti tamamlayıcı, uyğunlaşa bilən, implantasiya edilə bilən daxili ion qapalı üzvi elektrokimyəvi tranzistorlara imkan verir, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55284-w

Jurnal məlumatı: Nature Communications Kaliforniya Universiteti, Irvine tərəfindən təmin edilmişdir