Yeni Geliştirilen Jel Benzeri Malzeme, Elektronik İmplantlarda Metallerin Yerini Alıyor
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ndeki (MIT) mühendisler yumuşak, basılabilir ve metal içermeyen bir elektrot geliştirdi. Jöle benzeri bu yeni malzeme kalp pilleri, koklear implantlar ve diğer elektronik implantlar gibi elektrikli arayüzlerde metalin yerini alabilir.
Elektronik implantlar, geleneksel kalp pillerinden koklear implantlara kadar bir dizi cihazı içerir. Teknolojik olarak daha gelişmiş olanlar, beyin ve retinadaki mikroçipler gibi daha fütüristik amaçlar için kullanılmaktadır. Bazıları sert ve hacimli iken, diğerleri esnek ve incedir. Bununla birlikte, tüm implantlarda elektrotlar, doğrudan hedef dokuya bağlanan, kasları ve sinirleri elektriksel olarak uyaran küçük iletken elemanlar bulunur.
Geleneksel olarak, implante edilebilir elektrotlar elektrik iletkenlikleri nedeniyle genellikle sert metallerden yapılır. Ancak metal, zamanla dokuyu bozarak yara izi ve iltihaplanmaya neden olabilir ve bu da implantın performansını olumsuz yönde etkileyebilir.
MIT mühendisleri şimdi metal içermeyen jöle benzeri bir malzeme geliştirdi. Yeni malzeme, metalin yerini alan elektriksel olarak iletken bir polimerik hidrojel ile yazdırılabilir bir mürekkep haline getirilebilir. Bu malzeme bir gün biyolojik doku görünümüne ve hissine sahip işlevsel bir jel elektrot olarak metalin yerini alabilir.
Tıbbi cihaz start-up’ı Sanahir’in kurucu ortağı Yuk Hyun-woo, “Malzeme metal bir elektrot gibi çalışıyor, ancak vücudumuza benzeyen ve aynı tür nemi içeren bir jelden yapılmış” diyor. MIT’de makine mühendisliği ve inşaat ve çevre mühendisliği profesörü olan Xuanhe Zhao, “Yapay doku ya da yapay sinirler gibi” diyor ve ekliyor: “İlk kez metalin yerini alabilecek, sinirleri uyarabilecek ve kalp, beyin ve vücuttaki diğer organlarla arayüz oluşturabilecek sert, sağlam bir jöle elektroda sahip olduğumuza inanıyoruz. Bu konuda çok heyecanlıyız” diye ekliyor.
Massachusetts Institute of Technology (MIT) araştırmacıları ve diğerleri bulgularını Nature Materials dergisinde yayınladı. Çalışmanın ortak yazarları arasında ilk yazar Tao Zhou (eski MIT doktora sonrası araştırmacısı) ve Qi “Kevin” Ge (şu anda Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nde yardımcı doçent) yer alıyor.
Bu araştırma, yumuşak, metal içermeyen elektrotların üretimindeki bir zorluğu ele almayı amaçlamaktadır: elektriksel ve mekanik özelliklerin bir arada bulunması. Araştırmacılar, iletken polimerleri hidrojellerle karıştırarak, elektrik iletkenliğini mekanik dayanıklılıkla birleştiren bir malzeme üretmeyi başardılar. Malzeme, 3D yazıcı ile istenilen şekil veya formda üretilebiliyor ve böylece farklı organlar için elektriksel arayüzler üretmek kolaylaşıyor.
Deneylerde, bu jöle benzeri elektrotlar sıçanların kalbine, sinirlerine ve omuriliğine implante edildi. Elektrotlar elektriksel ve mekanik performansı başarıyla sergiledi, stabiliteyi korudu ve çevre dokudaki iltihaplanma ve yara izini en aza indirdi. Ayrıca elektrotlar, sinir ve omurilik kaslarını ve uzuvlarını uyarmak için kalpten elektriksel uyarılar iletebildi.
Bu yeni malzemenin ilk uygulamalarından biri, kalp ameliyatından çıkan hastalar için bir seçenek olabilir. Metal elektrotlar yerine kullanılması halinde komplikasyonlar ve yan etkiler en aza indirilebilir. Araştırmacılar bu malzemenin dayanıklılığını ve performansını daha da iyileştirmek için çalışmalarını sürdürüyor. Gelecekte, bu jel bazlı malzemenin organlar ve kalp pilleri ve derin beyin uyarıcıları gibi uzun süreli implantlar için yumuşak bir elektrik arayüzü olarak kullanılabileceği umulmaktadır.
Metal içermeyen, yazdırılabilir elektrotların geliştirilmesi tıp ve biyoteknoloji alanında büyük bir ilerleme olabilir. Bu yenilikçi malzeme, implantların güvenliği ve etkinliği açısından önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir ve gelecekte birçok hastanın yaşam kalitesini iyileştirme potansiyeline sahiptir. Ayrıca bu araştırma, diğer endüstrilerde de kullanılabilecek esnek, basılabilir elektronik cihazların geliştirilmesini teşvik edebilir.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Yeni Geliştirilen Jel Benzeri Malzeme, Elektronik İmplantlarda Metallerin Yerini Alıyor
Dünyada İlk Kez 3D Omurilik İmplantları Felçli İnsanların Tekrar Yürümesini Sağlayabilir