
Американские исследователи разработали имплантируемые в мозг
беспроводные мультифункциональные датчики, которые рассасываются со временем и
не требуют хирургического удаления. О своей разработке они сообщают в журнале Nature.
Мониторинг таких параметров внутричерепной среды как
температура, давление, кислотность и другие необходимо при различных
повреждениях мозга, например, после травмы или операции. В настоящее время оно
проводится с помощью достаточно громоздких проводных вживляемых датчиков. Эти датчики могут стать входными воротами для инфекции,
вызвать нежелательную реакцию тканей и после использования нуждаются в
дополнительной операции по их удалению, что повышает риск развития осложнений,
а также увеличивает время и стоимость лечения.
Сотрудники Вашингтонского университета в Сент-Луисе и
Иллиноисского университета в Урбане-Шампейне создали датчики, свободные от этих
недостатков. В качестве материала для них ученые использовали полилактид-ко-гликолид
(PLGA) и силикон в виде мембран толщиной в десятки микрометров, покрытых слоем
оксида кремния толщиной около 100 нанометров. Интерфейсом беспроводной связи
служат соединенные с полимерными наномембранами молибденовые провода толщиной
10 микрометров, которые, способны рассасываться в организме. Изменяя
конфигурацию мембран, исследователи делали датчики чувствительными к давлению,
току жидкости, температуре и кислотности.
Установленный в полости черепа миниатюрный датчик тончайшими
молибденовыми проводами соединили с находящимся на поверхности головы
беспроводным передатчиком, работающим на расстоянии более 10 метров от принимающего
оборудования.
В ходе экспериментов in vitro и на лабораторных крысах новые
датчики продемонстрировали характеристики, не уступающие стандартным
имплантируемым проводным аналогам. При этом они бесследно растворялись как в
емкости с солевым раствором, так и в спинно-мозговой жидкости живых крыс в
течение нескольких дней. Никаких побочных эффектов при использовании датчиков
не наблюдалось.
Исследователи отметили, что их разработку можно использовать для
мониторинга состояния практически любого органа. В ближайшее время они
планируют приступить к испытанию новой технологии на людях.
Олег Лищук
