کشف جدید: ایمپلنت ورق زیستی برای مبارزه با بیماری پارکینسون
ورق زیستی یک نوع ایمپلنت زیست تخریب‌پذیر است که توسط محققان مؤسسه ملی علم و فناوری اولسان (UNIST) کره جنوبی ایجاد شده است. این ایمپلنت برای استفاده در تحریک عمیق مغزی (DBS) برای درمان بیماری‌های عصبی مانند پارکینسون و آلزایمر طراحی شده است. ورق زیستی از نانوذرات مغناطیسی الکتریکی سنتز-شده تشکیل شده است که از مخاطرات مربوط به جابه‌جایی یا شکستن الکترود‌ها جلوگیری می‌کند.
این ورق زیستی از یک هسته مغناطیسی و پوسته پیزوالکتریک تشکیل شده است. مواد تشکیل‌دهنده این ورق به گونه‌ای طراحی شده است که بتوانند به سادگی در غشاء های نرم و مغز تزریق شوند و پس از مدت زمان معین تجزیه شوند. ورق زیستی بسیار انعطاف پذیر است و می‌توان آن را در اندازه‌ها و شکل‌های مختلف ساخت. این ایمپلنت می‌تواند در زمینه‌های درمانی شخصی‌سازی شده مورد استفاده قرار گیرد و مزایایی نظیر افزایش انعطاف‌پذیری و تطبیق‌پذیری در کاربردهای بالینی مبتنی بر تحریک الکتریکی ارائه دهد.
درمان‌هایی که کارکرد آن‌ها تحریک الکتریکی مغز، برای مقابله با بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی مانند پارکینسون و آلزایمر است، بسیار مؤثر بوده‌اند.
به گزارش دیجیاتو، برای ارائه این تحریک عمیق مغزی (DBS)، الکترود‌هایی در نواحی مغز، از طریق ایجاد سوراخ‌های کوچک در جمجمه کاشته می‌شوند. یک دستگاه ضربان‌ساز مانند نیز در زیر پوست قفسه سینه قرار می‌گیرد تا الکترود‌ها را تغذیه کند.
مقابله با چالش‌های الکترود مغز
اما قرار دادن الکترود‌ها در مغز خطراتی دارد. یکی از آن خطرات این است که سرنخ‌های حامل الکترود‌ها ممکن است جابه‌جا شوند یا بشکنند.
اکنون محققان مؤسسه ملی علم و فناوری اولسان (UNIST)، کره جنوبی، یک ایمپلنت زیست تخریب‌پذیر به‌نام «ورق زیستی» ایجاد کرده‌اند که از این مشکلات جلوگیری می‌کند.
نویسنده اصلی این مطالعه، «جون کیو چو»، گفت: «مواد توسعه‌یافته، گزینه‌های درمانی شخصی‌سازی شده متناسب با نیاز‌ها و ویژگی‌های فیزیکی را ارائه می‌دهند. آن‌ها همچنین با ساده‌سازی فرآیند‌های درمانی، افزایش انعطاف‌پذیری و تطبیق‌پذیری در کاربردهای بالینی مبتنی‌بر تحریک الکتریکی و مهندسی بهترین گزینه موجود هستند.»
ورق زیستی
این ماده از نانوذرات مغناطیسی الکتریکی سنتز-شده (MENs) ساخته شده است. ورق زیستی شامل یک هسته مغناطیسی و یک پوسته پیزوالکتریک است. هسته مغناطیسی، میدان مغناطیسی خارجی اعمال شده را به کرنش مکانیکی تبدیل می‌کند، تا پوسته پیزوالکتریک آن را به یک میدان الکتریکی تبدیل کند.
نانوذرات پوسته ـ هسته، در نانوالیاف تجزیه‌پذیر الکتروریسی شده ادغام می‌شوند تا یک صفحه انعطاف‌پذیر، سبک، متخلخل مشابه کاغذ تولید کنند.
تخلخل این ماده تضمین می‌کند که مولکول‌های کوچک حیاتی، مانند اکسیژن و مواد مغذی می‌توانند از آن عبور کنند و پس از دو ماه تقریباً به‌طور کامل تجزیه خواهند شد.
محققان می‌گویند: «ترکیب مواد مغناطیسی در مقیاس نانو و مواد فیبری زیست تخریب‌پذیر نسبت به دستگاه‌های الکترونیکی سنتی، مزایایی را ارائه می‌دهد. به‌خصوص اینکه دستگاه‌های بی‌سیم سنتی را پس از ساخت نمی‌توان بازطراحی کرد.»
انعطاف‌پذیری بالای ورق زیستی
ویژگی‌های فیزیکی ورق با سطوح منحنی و پیچیده خود، شبیه به مغز است و می‌توان آن را برش داد، غلت داد و تا کرد، درحالی‌که عملکرد خود را حفظ می‌کند.
انعطاف‌پذیری ورق زیستی
درواقع، ورق آنقدر انعطاف‌پذیر بود که محققان بتوانند استوانه‌ای به شعاع ۴۰۰ میکرومتر بسازند که بتوان آن را دور یک عصب پیچیده و برای بازسازی استفاده کنند. همچنین می‌توان آن را به اندازه موردنیاز ساخت.
«جییون کیم» می‌گوید: «ورق بیوالکتریک، در اصل، می‌تواند به سادگی در مقیاس‌های اندام چند ده سانتی‌متری یا مینیاتوری تا مقیاس‌های زیر میکرومتری، ساخته شود. به‌طور کلی، کاغذ بیوالکتریک ما، با کاربرد آسان و گسترده، می‌تواند طرح جدیدی را به سمت ایمپلنت‌های بیوالکترونیک بی‌سیم با حداقل میزان تهاجم باز کند.»
