Химики из Делавэрского университета создали покрытия для устройств биоэлектроники из полимера, применяемого в качестве антистатического покрытия для дисплеев. Об этом ученые сообщили на собрании Американского химического общества, прошедшего в этом году в онлайн-режиме.

«Мы пытались соединить жесткие, неорганические микроэлектроды с мозгом. Но мозг состоит из живой ткани, поэтому чуждая ему неорганика приживается плохо, — рассказывает один из авторов исследования, сотрудник Делавэрского университета Дэвид Мартин. — Поэтому мы решили найти лучший способ такой интеграции».

Традиционные микроэлектронные материалы, такие как кремний, золото, нержавеющая сталь и иридий, вызывают образование фиброзной ткани при имплантации. Рубцы мешают передаче электрических сигналов мышечной или мозговой ткани. Тогда ученые предположили, что помочь этому может специальное покрытие.

Исследователи начали изучать органические электронные материалы и остановились на сопряженных полимерах. После тестирования нескольких соединений ученые выяснили, что один из коммерческих полимеров — поли(3,4-этилендиокситиофен) (PEDOT) — который используется в качестве антистатического покрытия в дисплеях, обладает всеми необходимыми свойствами для интеграции неорганической материи с живой тканью.

Для полноценной интеграции химикам было необходимо модифицировать PEDOT. Для этого они экспериментировали с полимером, добавляя к нему различные функциональные группы. Авторы добавляли к полимерной цепочке альдегидные, кислотные и углеводородные группы, получая таким образом соединения с различными свойствами. Таким образом ученые фактически создали платформу, на основе которой можно проектировать полимерные покрытия для интеграции с разными тканями и электродами.

Например, авторы попробовали совместить PEDOT с антителом к фактору роста эндотелия сосудов, который стимулирует рост кровеносных сосудов после травмы. Опухоли захватывают этот белок, чтобы увеличить свое кровоснабжение. Полимер, который разработали исследователи, может действовать как датчик для обнаружения избыточной экспрессии этого антитела и, следовательно, диагностировать ранние стадии заболевания.

Другие функционализированные полимеры содержат нейромедиаторы. С помощью таких пленок можно вернуть пациенту чувствительность или лечить расстройства мозга или нервной системы. По словам авторов работы, такие биологические гибридные материалы могут когда-нибудь пригодиться для слияния искусственного интеллекта с человеческим мозгом.