Điện tử tiêm được vào cơ thể

Đó là một khái niệm có thể được lấy từ tiểu thuyết khoa học viễn tưởng - các thiết bị điện tử có thể được tiêm trực tiếp vào não, hoặc các bộ phận khác của cơ thể, và điều trị mọi thứ từ các rối loạn thoái hóa thần kinh đến tê liệt.

Hình ảnh hiển thị lưới điện tử được tiêm qua kim tiêm thủy tinh đường kính bên trong dưới 100 micromet vào dung dịch nước

Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế, dẫn đầu là Lieber, Mark Hyman, giáo sư hóa học, đã phát triển một phương pháp để chế tạo giàn giáo điện tử có kích thước nano có thể được tiêm qua ống tiêm. Sau khi kết nối với các thiết bị điện tử, các giàn giáo có thể được sử dụng để giám sát hoạt động thần kinh, kích thích các mô và thậm chí thúc đẩy sự sản sinh tế bào thần kinh. Nghiên cứu này được mô tả trên tạp chí Nature Nanotechnology.

Ý tưởng kết hợp sinh học với điện tử không phải là mới đối với Lieber.

Trong một nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học trong phòng thí nghiệm của Lieber đã chứng minh rằng các giàn giáo có thể được sử dụng để tạo ra mô "cyborg" - khi các tế bào tim hay thần kinh được phát triển cùng các giàn giáo nhúng trong đó. Các nhà nghiên cứu sau đó có thể sử dụng các thiết bị này để ghi lại các tín hiệu điện được các mô phát ra, và đo những thay đổi trong những tín hiệu này khi họ cho dùng các thuốc kích thích tim mạch hoặc thần kinh.

"Chúng tôi đã có thể chứng minh rằng có thể làm giàn giáo này và nuôi cấy các tế bào bên trong, nhưng chúng tôi không biết làm thế nào để chèn nó vào một mô đã tồn tại trước", Lieber nói. "Nhưng nếu bạn muốn nghiên cứu não bộ hoặc phát triển các công cụ để khám phá những giao diện máy-não, bạn cần một cái gì đó dính vào cơ thể. Khi giàn giáo điện tử hoàn toàn thoát khỏi nền chế tạo, chúng tôi nhận thấy rằng nó đã gần như vô hình và rất linh hoạt như một polymer và có thể bị hút vào kim hay ống thủy tinh. Từ đó, chúng tôi tự hỏi liệu có thể đưa vào cơ thể các thiết bị điện tử lưới bằng mũi tiêm - bạn đi khám bác sĩ và tiêm lưới điện tử này vào và được kết nối".

Mặc dù không phải là nỗ lực đầu tiên tại cấy thiết bị điện tử vào não - Kỹ thuật kích thích não sâu đã được sử dụng để điều trị một loạt các rối loạn trong nhiều thập kỷ - nhưng giàn nano hoạt động trên quy mô hoàn toàn khác.

"Các kỹ thuật hiện tại quá to so với cách não bộ kết nối", Lieber giải thích. "Cho dù đó là một đầu dò silicon hoặc các polyme dẻo... chúng đề gây ra tình trạng viêm ở mô đòi hỏi phải định kỳ thay đổi vị trí hoặc sự kích thích. Nhưng với thiết bị điện tử tiêm của chúng tôi, nó dường như thể không có gì cả. Chúng linh hoạt hơn một triệu lần so với hơn bất kỳ thiết bị điện tử linh hoạt tiên tiến nhất và có kích thước tính năng dưới cấp tế bào. Chúng là những gì tôi gọi là "neuro- philic" - chúng thực sự muốn tương tác với các tế bào thần kinh".

Mặc dù tiềm năng to lớn của chúng, thế nhưng việc chế tạo các giàn tiêm lại dễ dàng đáng ngạc nhiên. "Đó là cái hay của nghiên cứu - nó tương thích với các kỹ thuật sản xuất thông thường", Lieber nói.

Quy trình này tương tự như kỹ thuật được sử dụng để khắc vi mạch, và bắt đầu với một lớp tan kết tủa lên trên một chất nền. Để tạo các giàn giáo, các nhà nghiên cứu đặt ra một lưới các dây nano kẹp giữa các lớp polymer hữu cơ. Lớp đầu tiên sau đó được hòa tan, để lại các lưới mềm dẻo, có thể được đưa vào một kim tiêm và tiêm như bất kỳ mũi tiêm nào khác.

Sau khi tiêm, đầu vào/đầu ra của lưới có thể được kết nối với các thiết bị điện tử đo lường tiêu chuẩn để các thiết bị tích hợp có thể được sử dụng để kích thích hoặc ghi lại hoạt động thần kinh.

"Những thứ kiểu này trước đây chưa bao giờ được thực hiện, cả từ khía cạnh khoa học thần kinh cơ bản lẫn y tế", Lieber nói. "Nó thực sự thú vị và có rất nhiều ứng dụng tiềm năng".

Theo Vista.gov.vn