柔らかい金が神経と電子機器の接続を可能にする(Soft gold enables connections between nerves and electronics)

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2024-08-06 リンショーピング大学

リンショーピング大学の研究者たちは、金ナノワイヤーを用いた柔軟な電極を開発しました。この電極は神経系に接続でき、柔軟性と電気伝導性を持ち、体内で長期間使用可能です。研究チームは金とシリコンゴムを組み合わせ、体の動きに合わせて伸縮する電極を作成しました。これにより、てんかんやパーキンソン病、麻痺、慢性痛などの治療に役立つ可能性があります。電極は医療用シリコンゴム、金、白金で作られ、特に金ナノワイヤーの作成には銀ナノワイヤーをテンプレートとして使用する新手法が用いられました。この新素材は少なくとも3年間の安定性があり、さらなる改良と神経細胞により近づける電極の開発が進められています。

<関連情報>

神経インターフェイスのための長期安定性を持つ伸縮可能な組織のような金ナノワイヤー複合体 Stretchable Tissue-Like Gold Nanowire Composites with Long-Term Stability for Neural Interfaces

Laura Seufert, Mohammed Elmahmoudy, Charlotte Theunis, Samuel Lienemann, Yuyang Li, Mohsen Mohammadi, Ulrika Boda, Alejandro Carnicer-Lombarte, Renee Kroon …
Small  Published: 30 June 2024
DOI:https://doi.org/10.1002/smll.202402214

柔らかい金が神経と電子機器の接続を可能にする(Soft gold enables connections between nerves and electronics)

Abstract

Soft and stretchable nanocomposites can match the mechanical properties of neural tissue, thereby minimizing foreign body reactions to provide optimal stimulation and recording specificity. Soft materials for neural interfaces should simultaneously fulfill a wide range of requirements, including low Young’s modulus (<<1 MPa), stretchability (≥30%), high conductivity (>> 1000 S cm-1), biocompatibility, and chronic stability (>> 1 year). Current nanocomposites do not fulfill the above requirements, in particular not the combination of softness and high conductivity. Here, this challenge is addressed by developing a scalable and robust synthesis route based on polymeric reducing agents for smooth, high-aspect ratio gold nanowires (AuNWs) of controllable dimensions with excellent biocompatibility. AuNW-silicone composites show outstanding performance with nerve-like softness (250 kPa), high conductivity (16 000 S cm-1), and reversible stretchability. Soft multielectrode cuffs based on the composite achieve selective functional stimulation, recordings of sensory stimuli in rat sciatic nerves, and show an accelerated lifetime stability of >3 years. The scalable synthesis method provides a chemically stable alternative to the widely used AgNWs, thereby enabling new applications within electronics, biomedical devices, and electrochemistry.

医療・健康
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