3 июн 2023 6 904

Технология «орган на чипе» в итоге «уволит» подопытных животных

Инженеры из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) в Сиднее создали гибкие электронные системы из ультратонких материалов, похожих на кожу. Исследовательская группа Хоанг-Фуонг Фана из Школы машиностроения и производственной инженерии UNSW опубликовала свои результаты в журнале Advanced Functional Materials («Передовые функциональные материалы»).

Учёные использовали технику литографии для печати крошечных рисунков, чтобы изготовить полупроводники на тончайших гибких наномембранах с полимерной подложкой. Такие полупроводники пригодны, например, для стимуляции органов, даже если их растянуть или скрутить любым мыслимым образом. Результат может стать важным компонентом технологии «орган на чипе». То есть передовой подход позволит создавать миниатюрные версии человеческих органов на крошечных чипах. Воспроизводя функции и структуры органов, учёные смогут тестировать действие лекарств или наблюдать течение болезней точнее и эффективнее. Что немаловажно, в итоге можно будет обходиться без опытов на животных.

Мы используем материал, который, в отличие от традиционных полупроводников, не поглощает видимый свет. Это означает, что учёные могут наблюдать «орган на чипе» через микроскоп. Электронная система на мембране также позволяет собирать много данных при наблюдениях за реакциями искусственного органа во время тестирования

— Тхань Нхо До, главный исследователь проекта.

Исследователи намерены продолжить работу по дальнейшему совершенствованию устройства и интегрировать дополнительные компоненты, в том числе беспроводную связь. Они полагают, что благодаря их успехам первая медицинская электроника на основе наномембран может появиться на рынке в течение трёх-пяти лет.

Что касается использования технологии в носимых системах мониторинга здоровья, то одной из них может стать специальный рукав. Он бы замерял воздействие солнца в течение дня и передавал сигналы тревоги для профилактики рака кожи.

Учёные из UNSW также предполагают, что их новый материал после доработки пригодится для имплантируемых биомедицинских устройств, в которых электрическая система отследит сигналы нейронов, чтобы затем повлиять на них. Хотя подобное медицинское устройство, скорее всего, будет доступно лет через 10, австралийцы уже планируют помочь эпилептикам. Перед приступом мозг посылает необычные сигналы, которые действуют как пусковой механизм. Если удастся создать имплантируемое электронное устройство, способное обнаруживать признаки приближающегося припадка, то возможна и электрическая стимуляция для борьбы с приступом.

Одна из ключевых проблем, которую необходимо преодолеть для выпуска имплантируемых устройств — это вопрос питания. Так что исследователи из UNSW также пытаются разработать систему магнитно-резонансной связи. Если её совместить с электронными мембранами, то возможна беспроводная передачи энергии через живые ткани с помощью внешней антенны.