MIT-ingenieurs hebben een metaalvrij, geleiachtig materiaal ontwikkeld dat net zo zacht en sterk is als biologisch weefsel en elektriciteit kan geleiden op dezelfde manier als conventionele metalen. Het nieuwe materiaal, een soort hoogwaardige geleidende polymeerhydrogel, zou ooit de elektroden van medische apparaten kunnen vervangen.
Traditionele implantaten bevatten metalen elektroden die weefselschade kunnen veroorzaken. Het nieuwe materiaal, een hoogwaardige geleidende hydrogel van polymeer, kan elektriciteit geleiden en is tevens printbaar. Dit resulteert in flexibele elektrodes die gemakkelijk zijn te customizen.
De onderzoekers dit resultaat weten te bereiken door geleidende polymeren te mengen met hydrogels op een manier die zowel hun elektrische als mechanische eigenschappen verbetert. De uiteindelijke gel is 3D-printbaar en kan op een vergelijkbare manier verwerkt worden als traditionele metalen elektroden.
Bij dierproeven op ratten toonden de gel-elektroden uitstekende elektrische en mechanische prestaties aan wanneer ze geïmplanteerd werden op het hart, de ischiaszenuw en het ruggenmerg. Ze bleven minimaal twee maanden stabiel met minimale weefselontsteking of littekenvorming. De elektroden gaven met succes elektrische pulsen door en stimuleerden motorische activiteit in geassocieerde spieren en ledematen.
De onderzoekers denken dat de gel-elektroden onmiddellijke toepassingen kunnen hebben voor implantaten zoals pacemakers en hersenstimulatoren. Door metalen elektroden te vervangen door de zachte gel, kunnen complicaties en bijwerkingen worden beperkt tot een minimum.
Het team blijft werken aan het verbeteren van de prestaties van het materiaal om het uiteindelijk te kunnen inzetten als een zachte elektrische interface tussen organen en implantaten. Uiteindelijk is het doel om conventionele materialen in het lichaam te vervangen door biocompatibele alternatieven die verbeterde prestaties bieden.
Dit onderzoek, ondersteund door de NIH, zal het leven van mensen met verschillende medische aandoeningen kunnen verbeteren.
Bron: news.mit.edu