Implanty mózgowe z drukarki 3D - to działa!

Drukarki 3D potrafią wydrukować wszystko, ale mało kto spodziewał się, że będzie można za ich pomocą tworzyć implanty mózgowe.

Mózg człowieka to jeden z organów najbardziej podatnych na zużycie. Obecnie stosowane implanty mózgowe, są najczęściej produkowane z metalu i innych sztywnych materiałów, których zastosowanie może prowadzić do powstawania stanów zapalnych oraz uszkodzeń. Jednak być może się to zmieni - inżynierowi z MIT pracują nad miękkimi, elastycznymi implantami neuronowymi, który byłyby w stanie w pełni współpracować z płatami mózgu przez dłuższy czas, a ponadto monitorować ich aktywność. Te elektroniczne implanty mogą stanowić alternatywę dla zbudowanych z metali elektrod, badających pracę mózgu, a także mogą okazać się dobrym rozwiązaniem stymulującym komórki nerwowe w celu łagodzenia epilepsji, choroby Parkinsona, a także depresji.

Implanty mózgowe z drukarki 3D - to działa!

Prof. Zhao. Źródło: MIT

Zespół inżynierów pod wodzą profesora Xuanhe Zhao znalazł sposób na tworzenie miękkich sond neuronowych oraz innych urządzeń elektronicznych. Ich elastyczność można przyrównać do gumy. Wykonane są z polimerów, które przewodzą impulsy elektryczne. Dotychczas używane implanty mają formę ciekłą, nowe przypominają konsystencją pastę. Zespół korzysta do pracy z normalnej drukarki 3D, na której wydrukował także małe, gumowe elektrody. Zaimplementowano je do mózgu myszy doświadczalnej. Gdy gryzoń został wypuszczony w obszarze testowym, gdzie mógł się swobodnie poruszać, wydrukowana sonda była w stanie przekazać aktywność z każdego pojedynczego neuronu. Monitorowanie tego procesu to nieoceniona pomoc dla naukowców - dzięki temu można stworzyć dokładny obraz aktywności mózgu, co z kolei przekłada się na możliwość przygotowania implantów mózgowych w celu leczenia zaburzeń o podłożu neurologicznym.

Hyunwoo Yuk, student pracujący pod kierunkiem Zhao, zdradza, że proces zaprojektowania i wydrukowania elementu z miękkich materiałów zajmuje zaledwie 30 minut. Miękkie, elastyczne polimery okazały się świetną alternatywą dla materiałów "sztywnych", jak metale. Ze względu na przewodzenie elektryczności są obecnie stosowane do tworzenia powłok antystatycznych, co pozwala zapobiegać spięciom. Jak mówi Yuk, polimery można nanosić w łatwy sposób na urządzenia elektroniczne, jak ekrany dotykowe. Dlatego ich drukowanie w 3D może posłużyć do tworzenia obwodów elastycznych i elektrod. Aktualnie jednym z problemów do rozwiązania jest fakt, że używany w tworzeniu implantów, zmodyfikowany polistyrenosulfonian (PEDOT:PSS) jest aplikowany w formie płynnej, wyglądając jak ciemny atrament. Podczas drukowania po prostu przecieka w drukarce. Dlatego musi być on uprzednio wysuszony, a następnie poddany nawilżeniu, co zmienia go do formy wspomnianej pasty.

Źródło: TechXplore