Jak wygląda przyszłość medycyny? Czy to są latające drony dostarczające leki, czy może nowoczesne technologie, które mogą zmienić nasze życie na zawsze? MIT, jedna z najbardziej prestiżowych uczelni technicznych na świecie, zrobiła kolejny krok w kierunku tej przyszłości. Ich inżynierowie opracowali bezmetalowy, galaretowaty materiał, który jest miękki i wytrzymały jak tkanka biologiczna, a jednocześnie przewodzi elektryczność podobnie jak tradycyjne metale. Przyszłość implantów medycznych może być tuż za rogiem.
Dlaczego elektrody są ważne?
Implanty, takie jak rozruszniki serca czy te ślimakowe, niezależnie od swojej formy i funkcji, prawie zawsze zawierają elektrody – małe elementy przewodzące, które bezpośrednio przylegają do docelowych tkanek, aby stymulować mięśnie i nerwy.
Są one zazwyczaj wykonane ze sztywnych metali, które naturalnie przewodzą prąd elektryczny. Ale z czasem mogą one podrażniać tkanki, powodując bliznowacenie i stan zapalny, które z kolei mogą osłabiać działanie implantu.
Wyzwanie dla naukowców
Wydawało się, że pomysł na miękkie, ale wytrzymałe elektrody, które przewodzą prąd elektryczny, jest zbyt ambitny, aby stać się rzeczywistością. Problem polegał na tym, że jeśli poprawiano właściwości elektryczne żelu, tracił on na wytrzymałości, i odwrotnie. Ale naukowcy z MIT nie poddali się i znaleźli nowy przepis na połączenie polimerów przewodzących z hydrożelami w taki sposób, który zwiększył zarówno właściwości elektryczne, jak i mechaniczne tych składników.
Porównując proces do gotowania spaghetti, naukowcy wymyślili sposób, aby polimer przewodzący (elektryczne spaghetti) mógł przenosić elektryczność przez materiał, ponieważ był ciągły. Hydrożel (mechaniczne spaghetti) mógł przenosić siły mechaniczne i być wytrzymały i elastyczny, ponieważ był również ciągły.
Z Jell-O do przyszłości
Naukowcy z MIT mają nadzieję, że nowy materiał zastąpi szkło, ceramikę i metal wewnątrz ciała na coś podobnego do galaretki Jell-O, które jest łagodniejsze, ale lepiej działa i może trwać długo. Praca nad tym, aby poprawić żywotność i wydajność materiału, jest w toku.
Nowy materiał może mieć natychmiastowe zastosowanie dla pacjentów po operacji serca, którzy potrzebują kilku tygodni wsparcia elektrycznego, aby uniknąć zawału serca jako skutku ubocznego operacji. Zamiast metalowych elektrod, można by użyć nowego żelu, minimalizując komplikacje, które obecnie są po prostu akceptowane.
Czy przyszłość implantów medycznych jest już tutaj? Czas pokaże. Jedno jest pewne: badania takie jak te prowadzą nas ku przyszłości.
