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La electrónica implantada flexible está un paso más cerca de la aplicación clínica gracias a una tecnología innovadora desarrollada recientemente por un equipo de investigación de la Universidad Griffith y la UNSW Sydney.
El trabajo fue realizado por el Dr. Tuan-Khoa Nguyen, el profesor Nam-Trung Nguyen y el Dr. Hoang-Phuong Phan (actualmente profesor titular en la Universidad de Nueva Gales del Sur) del Centro de Micro y Nanotecnología de Queensland (QMNC) de la Universidad Griffith está utilizando métodos internos para desarrollar tecnología de carburo de silicio como una nueva plataforma para interfaces de biotejidos electrónicos a largo plazo.
El proyecto fue organizado por QMNC, que alberga parte del nodo de Queensland de la Instalación Nacional de Nanofabricación de Australia (ANFF-Q).
ANFF-Q es una empresa formada bajo la Estrategia Nacional de Infraestructura de Investigación Colaborativa para proporcionar a los investigadores australianos instalaciones de nano y microfabricación.
QMNC ofrece capacidades únicas para el desarrollo y la caracterización de materiales de banda ancha, una clase de semiconductores cuyas propiedades electrónicas se encuentran entre materiales no conductores como el vidrio y materiales semiconductores como el silicio, que se utiliza para chips de computadora.
Estas propiedades permiten que los dispositivos fabricados con estos materiales funcionen en condiciones extremas, como alto voltaje, altas temperaturas y ambientes corrosivos.
QMNC y ANFF-Q proporcionaron a este proyecto materiales de carburo de silicio, capacidad de fabricación escalable e instalaciones de caracterización avanzada para dispositivos bioelectrónicos micro/nano robustos.
«Los dispositivos implantables y flexibles tienen un enorme potencial para tratar enfermedades crónicas como la enfermedad de Parkinson y las lesiones de la médula espinal». dijo el Dr. Tuan Khoa Nguyen.
“Estos dispositivos permiten el diagnóstico directo de trastornos en órganos internos y brindan terapias y tratamientos adecuados.
«Por ejemplo, tales dispositivos pueden estimular eléctricamente los nervios específicos para regular los impulsos anormales y restaurar las funciones corporales».
Mantener su operación a largo plazo después de la implantación es un desafío formidable debido a la necesidad de contacto directo con los biofluidos.
El equipo de investigación desarrolló un sistema de materiales robusto y funcional que podría romper este cuello de botella.
«Compuesto por nanomembranas de carburo de silicio como superficie de contacto y dióxido de silicio como encapsulado protector, el sistema demuestra una estabilidad inigualable y mantiene su funcionalidad en biofluidos». dijo el profesor Nam-Trung Nguyen.
«Por primera vez, nuestro equipo ha logrado desarrollar un sistema electrónico implantable robusto con una vida útil prevista de varias décadas».
Los investigadores demostraron múltiples modalidades de sensores de impedancia y temperatura y estimuladores neurales junto con una estimulación nerviosa periférica eficaz en modelos animales.
El autor correspondiente Dr. Phan dijo que los dispositivos implantados, como marcapasos y estimuladores cerebrales profundos, tienen una gran capacidad para tratar múltiples enfermedades crónicas de manera oportuna.
“Los implantes convencionales son voluminosos y tienen una rigidez mecánica diferente a la del tejido humano, lo que representa un riesgo potencial para los pacientes. El desarrollo de dispositivos electrónicos mecánicamente suaves pero químicamente fuertes es la solución clave para este problema de larga data”. dijo el Dr. Fan.
El concepto de electrónica flexible de carburo de silicio ofrece vías prometedoras para la neurociencia y las terapias de estimulación neuronal que podrían ofrecer tratamientos que salvan vidas para los trastornos neurológicos crónicos y promover la recuperación del paciente.
“Para hacer realidad esta plataforma, tenemos la suerte de contar con un sólido equipo de investigación multidisciplinario de la Universidad de Griffith, UNSW, la Universidad de Queensland, la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST) – ERATO, cada uno con su experiencia en los campos de la ciencia de los materiales, mecánica/ingeniería eléctrica e ingeniería biomédica», dijo el Dr. Fan.
El estudio fue publicado recientemente en Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Fuente: https://www.unsw.edu.au/
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