Американские исследователи разработали имплантируемые в мозг беспроводные мультифункциональные датчики, которые рассасываются со временем ине 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.

Растворимые датчики. Карандаш приведен для масштаба. Иллюстрация: Washington University School Of Medicine

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.

Автор: Олег Лищук