ソフトバイオエレクトロニックセンサーの発明(UC Irvine, Columbia University Researchers Invent Soft, Bioelectronic Sensor Implant)

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2025-01-14 カリフォルニア大学アーバイン校(UCI)

UCアーバイン校とコロンビア大学の研究チームは、柔軟で生体適合性の高いバイオエレクトロニクスセンサーインプラントを開発しました。このデバイスは、有機ポリマーを用いて構築されており、従来のシリコンベース技術と比べて生体組織との適合性が高く、特に神経信号のモニタリングに適しています。デバイスは成長する組織に対応でき、小児医療などの分野で有望視されています。この技術は、低コストでの大規模製造が可能であり、広範な応用が期待されます。

<関連情報>

導電性ポリマーのドーピングを空間的に制御することで、相補的でコンフォーマブルな移植可能な内部イオンゲート有機電気化学トランジスタが可能になる Spatial control of doping in conducting polymers enables complementary, conformable, implantable internal ion-gated organic electrochemical transistors

Duncan J. Wisniewski,Liang Ma,Onni J. Rauhala,Claudia Cea,Zifang Zhao,Alexander Ranschaert,Jennifer N. Gelinas & Dion Khodagholy
Nature Communications  Published:09 January 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-55284-w

ソフトバイオエレクトロニックセンサーの発明(UC Irvine, Columbia University Researchers Invent Soft, Bioelectronic Sensor Implant)

Abstract

Complementary transistors are critical for circuits with compatible input/output signal dynamic range and polarity. Organic electronics offer biocompatibility and conformability; however, generation of complementary organic transistors requires introduction of separate materials with inadequate stability and potential for tissue toxicity, limiting their use in biomedical applications. Here, we discovered that introduction of source/drain contact asymmetry enables spatial control of de/doping and creation of single-material complementary organic transistors from a variety of conducting polymers of both carrier types. When integrated with the vertical channel design and internal ion reservoirs of internal ion-gated organic electrochemical transistors, we produced matched complementary IGTs (cIGTs) that formed high-performance conformable amplifiers with 200 V/V uniform gain and 2 MHz bandwidth. These amplifiers showed long-term in vivo stability, and their miniaturized biocompatible design allowed implantation in developing rodents to monitor network maturation. cIGTs expand the use of organic electronics in standard circuit designs and enhance their biomedical potential.

医療・健康
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