新しい完全有機バイオエレクトロニクスデバイスで精密治療に前進(Making Headway in Precision Therapeutics with Novel Fully Organic Bioelectronic Device)

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2023-07-10 コロンビア大学

◆コロンビア大学の研究者たちは、完全な有機バイオエレクトロニックデバイスを開発しました。このデバイスは、神経生理学的な脳信号を取得し伝送できるだけでなく、デバイスの動作に必要な電力も供給できます。この柔軟でバイオコンパチブルなデバイスは、ヒトの髪の毛の100分の1のサイズであり、長期的な安定性と高い電気的性能を備えています。
◆これにより、治療法の個別化に役立つ連続的な生理学的信号のモニタリングと、それに応じた治療薬の提供が可能になります。この研究成果は、柔軟なバイオエレクトロニックデバイスの開発に関する画期的なものであり、医療アプリケーションにおける新たな可能性を切り拓くものです。

<関連情報>

スタンドアローン・コンフォーマブル・バイオエレクトロニクス用集積内部イオンゲート有機電気化学トランジスタ Integrated internal ion-gated organic electrochemical transistors for stand-alone conformable bioelectronics

Claudia Cea,Zifang Zhao,Duncan J. Wisniewski,George D. Spyropoulos,Anastasios Polyravas,Jennifer N. Gelinas & Dion Khodagholy
Nature Materials  Published:10 July 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41563-023-01599-w

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Abstract

Organic electronics can be biocompatible and conformable, enhancing the ability to interface with tissue. However, the limitations of speed and integration have, thus far, necessitated reliance on silicon-based technologies for advanced processing, data transmission and device powering. Here we create a stand-alone, conformable, fully organic bioelectronic device capable of realizing these functions. This device, vertical internal ion-gated organic electrochemical transistor (vIGT), is based on a transistor architecture that incorporates a vertical channel and a miniaturized hydration access conduit to enable megahertz-signal-range operation within densely packed integrated arrays in the absence of crosstalk. These transistors demonstrated long-term stability in physiologic media, and were used to generate high-performance integrated circuits. We leveraged the high-speed and low-voltage operation of vertical internal ion-gated organic electrochemical transistors to develop alternating-current-powered conformable circuitry to acquire and wirelessly communicate signals. The resultant stand-alone device was implanted in freely moving rodents to acquire, process and transmit neurophysiologic brain signals. Such fully organic devices have the potential to expand the utility and accessibility of bioelectronics to a wide range of clinical and societal applications.

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医療・健康
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