Electrodos blandos, imprimibles y sin metal para implantes electrónicos

Un nuevo material similar a la gelatina podría reemplazar a los metales como interfaces eléctricas en marcapasos, implantes cocleares y otros implantes electrónicos.

Una búsqueda de "implantes electrónicos" mostrará una variedad de dispositivos, como marcapasos, implantes cocleares, etc., que generalmente incluyen cables. Los electrodos estimulan los músculos y los nervios. Aunque la mayoría de los electrodos están hechos de metales rígidos, su uso a largo plazo puede provocar complicaciones en los tejidos.

Los ingenieros del MIT han desarrollado una sustancia gelatinosa libre de metales que comparte la suavidad y la dureza del tejido biológico mientras exhibe una conductividad eléctrica similar a la de los metales tradicionales. El nuevo material de hidrogel de polímero podría reemplazar a los electrodos metálicos y parecerse al tejido biológico.

un verdadero reto

Los investigadores han utilizado polímeros conductores para crear electrodos sin metal para implantes bioelectrónicos. Los investigadores buscaron un gel flexible, biocompatible y eléctricamente conductor mediante la combinación de un polímero conductor y un hidrogel. Sin embargo, los intentos anteriores dieron como resultado materiales débiles y quebradizos o un rendimiento eléctrico deficiente. El verdadero desafío es crear un material conductor, elástico y duradero. Este obstáculo impidió el desarrollo exitoso de dispositivos totalmente basados ​​en gel que utilizan polímeros conductores.

Espaguetis eléctricos

El equipo descubrió una receta para mezclar polímeros conductores e hidrogeles, mejorando las propiedades eléctricas y mecánicas de ambos ingredientes. Se han creado geles de partículas de polímero distribuidos aleatoriamente mezclando polímeros conductores e hidrogeles. El grupo descubrió que se conservan las propiedades eléctricas y mecánicas de cada ingrediente. Fue necesaria una ligera repulsión debido a la separación de fases. Esto permitió que los ingredientes formaran largas hebras microscópicas mientras permanecían mezclados. Los investigadores ajustaron la fórmula y convirtieron el gel en tinta. Usaron una impresora 3D para imprimir la tinta en láminas de hidrogel puro, creando patrones que se asemejan a los electrodos de metal tradicionales. Los investigadores implantaron electrodos impresos similares a un gel en los corazones, los nervios ciáticos y la médula espinal de ratas. Durante dos meses, observaron un rendimiento estable con inflamación o cicatrización mínimas. Los electrodos administraron con éxito impulsos eléctricos y estimularon la actividad motora en músculos y extremidades.

El objetivo del equipo es mejorar la durabilidad y la funcionalidad del material. Una vez que se logra el gel, podría servir como una interfaz eléctrica suave para implantes a largo plazo, como marcapasos cardíacos y estimuladores cerebrales profundos, facilitando las conexiones de órganos.