• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Química
    A tecnologia Cyborg pode permitir novos diagnósticos, fusão de humanos e IA
    p Modelo molecular de PEDOT com maleimida; átomos de carbono são cinza, oxigénio vermelho, nitrogênios azuis, enxofre amarelo e hidrogênio branco. Crédito:David Martin

    p Embora verdadeiros "ciborgues" - parcialmente humanos, em parte seres robóticos - são ficção científica, pesquisadores estão tomando medidas para integrar a eletrônica ao corpo. Esses dispositivos podem monitorar o desenvolvimento do tumor ou substituir tecidos danificados. Mas conectar a eletrônica diretamente aos tecidos humanos do corpo é um grande desafio. Agora, uma equipe está relatando novos revestimentos para componentes que podem ajudá-los a se encaixar mais facilmente neste ambiente. p Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje no Encontro e Expo Virtual Outono 2020 da American Chemical Society (ACS).

    p “Tivemos a ideia para este projeto porque estávamos tentando uma interface rígida, microeletrodos inorgânicos com o cérebro, mas os cérebros são feitos de orgânicos, salgado, materiais vivos, "diz David Martin, Ph.D., quem conduziu o estudo. "Não estava funcionando bem, então pensamos que deveria haver uma maneira melhor. "

    p Materiais microeletrônicos tradicionais, como o silício, ouro, aço inoxidável e irídio, causar cicatrizes quando implantado. Para aplicações em tecido muscular ou cerebral, sinais elétricos precisam fluir para que funcionem corretamente, mas as cicatrizes interrompem essa atividade. Os pesquisadores concluíram que um revestimento pode ajudar.

    p "Começamos a olhar para materiais eletrônicos orgânicos, como polímeros conjugados que estavam sendo usados ​​em dispositivos não biológicos, "diz Martin, que está na Universidade de Delaware. "Encontramos um exemplo quimicamente estável que foi vendido comercialmente como revestimento antiestático para telas eletrônicas." Após o teste, os pesquisadores descobriram que o polímero tinha as propriedades necessárias para fazer a interface entre o hardware e o tecido humano.

    p "Esses polímeros conjugados são eletricamente ativos, mas também são ionicamente ativos, "Martin diz." Os contra-íons dão a carga de que precisam, então, quando estão em operação, tanto os elétrons quanto os íons estão se movendo. "O polímero, conhecido como poli (3, 4-etilenodioxitiofeno) ou PEDOT, melhorou drasticamente o desempenho dos implantes médicos, reduzindo sua impedância de duas a três ordens de magnitude, aumentando assim a qualidade do sinal e a vida útil da bateria nos pacientes.

    p Martin, desde então, determinou como especializar o polímero, colocar diferentes grupos funcionais no PEDOT. Adicionando um ácido carboxílico, O substituinte aldeído ou maleimida do monômero etilenodioxitiofeno (EDOT) dá aos pesquisadores a versatilidade para criar polímeros com uma variedade de funções.

    p "A maleimida é particularmente poderosa porque podemos fazer substituições de química de clique para fazer polímeros e biopolímeros funcionalizados, "Martin diz. Misturar monômero não substituído com a versão substituída com maleimida resulta em um material com muitos locais onde a equipe pode anexar peptídeos, anticorpos ou DNA. "Nomeie sua biomolécula favorita, e você pode, a princípio, fazer um filme PEDOT que tenha qualquer grupo biofuncional no qual você possa estar interessado, " ele diz.

    p Mais recentemente, O grupo de Martin criou um filme PEDOT com um anticorpo para fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) anexado. O VEGF estimula o crescimento dos vasos sanguíneos após a lesão, e os tumores sequestram essa proteína para aumentar seu suprimento de sangue. O polímero que a equipe desenvolveu pode atuar como um sensor para detectar a superexpressão de VEGF e, portanto, os estágios iniciais da doença, entre outras aplicações potenciais.

    p Outros polímeros funcionalizados têm neurotransmissores neles, e esses filmes podem ajudar a detectar ou tratar distúrbios cerebrais ou do sistema nervoso. Até aqui, a equipe fez um polímero com dopamina, que desempenha um papel nos comportamentos viciantes, bem como variantes funcionalizadas com dopamina do monômero EDOT. Martin diz que esses materiais híbridos biológico-sintéticos podem algum dia ser úteis na fusão da inteligência artificial com o cérebro humano.

    p Em última análise, Martin diz, seu sonho é ser capaz de definir como esses materiais se depositam em uma superfície e, em seguida, colocá-los no tecido de um organismo vivo. "A capacidade de fazer a polimerização de forma controlada dentro de um organismo vivo seria fascinante."


    © Ciência https://pt.scienceaq.com