Тасаввур кунед, ки ояндаеро, ки духтури шумо метавонад ба бофтаи шумо гел ворид кунад ва гел электроди мулоими ҷараёнро ташкил медиҳад. Он гоҳ метавонад барои табобати бемории системаи асаб истифода шавад. Пас аз муддате электрод гудохта шуд ва нопадид шуд. Муҳаққиқони шведӣ аллакай гелро таҳия кардаанд ва бо мурури замон онҳо мехоҳанд электроникаро ба бофтаи биологӣ, ба монанди майна пайваст кунанд.
Қобилияти интиқоли гели тазриқӣ дар як схемаи микрофабрикӣ санҷида мешавад. Кредити тасвирӣ: Донишгоҳи Тор Балхед / Линкопинг
Тибби электронӣ як соҳаи тадқиқотест, ки ба як соҳаи мавҷуда мувофиқат намекунад.
"Ҳоло шумо бо як физик, химик ва ман, ки дар биотибб маълумот дорем, сӯҳбат мекунед. Мо дар якҷоягӣ бо олимони моддӣ ва муҳандисони электрикӣ барои муттаҳид кардани донишҳо аз соҳаҳои гуногуни мо кор мекунем. Барои он ки ин кор кунад, шумо бояд майнаро дарк кунед ва шумо бояд химия ва физикаро фаҳмед "гуфт Ҳанне Бисманс, донишҷӯи PhD дар Лабораторияи электроникаи органикӣ, LOE, дар Донишгоҳи Линкопинг.
Тадқиқоте, ки ӯ ба он ишора мекунад, дар бораи электроникаи органикӣ, ки метавонад ба бофтаи зинда пайваст шавад. Мақсади дарозмуддат ин аст, ки қобилияти табобати бемориҳои гуногуни системаи асаб ва мағзи сар. Хамкасби у Тобиас Абрахамссон химик аст.
«Муносибати байнисоҳавии тадқиқоти мо, ки мо ҷанбаҳо ва соҳаҳои гуногуни донишро муттаҳид мекунем, хеле ҳаяҷоновар аст. Шумо инчунин метавонед бигӯед, ки ман бештар ангезаи шахсӣ дорам, зеро дар оилаи ман бемориҳое ҳастанд, ки ба системаи асаб таъсир мерасонанд”, - мегӯяд ӯ.
Тарҷума байни биология ва электроника
Аммо электроникаи органикӣ чист? Ва чӣ гуна онро метавон барои табобати бемориҳое, ба мисли эпилепсия, депрессия ё Альцгеймер ва Паркинсон истифода бурд, ки табобаташон имрӯз душвор аст?
“Дар бадан муошират тавассути бисёр молекулаҳои хурд, ба монанди нейротрансмиттерҳо ва ионҳо сурат мегирад. Масалан, сигнализатсияи асаб инчунин мавҷи ионҳо мебошад, ки импулси электрикиро ба вуҷуд меорад. Ҳамин тавр, мо чизе мехоҳем, ки ҳамаи ин маълумотро гирифта, ҳамчун тарҷумон байни ионҳо ва электронҳо амал кунад," мегӯяд Ксенофон Стракосас, ёвари профессори дорои маълумоти физика.
Дар соли 2023 онҳо дар якҷоягӣ бо дигар муҳаққиқони Донишгоҳи Линкопинг, Донишгоҳи Лунд ва Донишгоҳи Гетеборг тавонистанд, ки электродҳои гелро дар бофтаи зинда парвариш кунанд.
"Ба ҷои истифодаи металлҳо ва дигар маводҳои ғайриорганикӣ барои интиқоли ҷараён, электроникаро бо истифода аз маводҳои гуногун дар асоси атомҳои карбон ва гидроген - ба ибораи дигар, маводи органикӣ, ки гузаронанда мебошанд, сохтан мумкин аст. Инҳо бо бофтаҳои биологӣ бештар мувофиқанд ва аз ин рӯ барои ҳамгироӣ бо, масалан, бадан беҳтар мувофиқанд," мегӯяд Тобиас Абрахамсон.
Маводҳои электронии органикӣ барои интиқоли сигналҳои биологӣ хеле муфиданд, зеро онҳо метавонанд ионҳо ва электронҳоро гузаронанд. Инчунин, онҳо бар хилофи металлҳо нарм мебошанд.
Ҳавасмандкунии электрикии майна аллакай барои табобати баъзе бемориҳо истифода мешавад. Электродҳо дар майна ҷойгир карда мешаванд, масалан, барои табобати бемории Паркинсон.
"Аммо имплантатсияҳое, ки имрӯз дар клиникӣ истифода мешаванд, хеле оддӣ ҳастанд; онҳо ба маводи сахт ё сахт, ба монанди металлҳо асос ёфтаанд. Ва бадани мо нарм аст. Ҳамин тавр, соиш вуҷуд дорад, ки метавонад ба илтиҳоб ва ташаккули бофтаи шрам оварда расонад. Маводҳои мо нармтар ва бо бадан мувофиқтаранд," мегӯяд Ҳанне Бисманс.
Электродҳо дар дохили растаниҳо
Ҳанӯз даҳ сол пеш ҳамкорони онҳо дар LOE нишон дода буданд, ки онҳо метавонанд растанӣ як моддаи дар об ҳалшавандаро ба худ ҷалб кунанд, ки дар дохили пояи нерӯгоҳ сохторе ташкил медиҳад, ки қувваи барқро мегузаронад. Як навъ электрод, ба ибораи дигар, дар дохили завод.
Моддае, ки мавриди баррасӣ қарор дорад, ба истилоҳ полимер аст - моддае, ки аз бисёр воҳидҳои хурди шабеҳ иборат аст, ки дар якҷоягӣ метавонанд тавассути раванде, ки полимеризатсия номида мешавад, занҷирҳои дарозро ташкил медиҳанд. Он вақт садбаргҳо истифода мешуданд ва муҳаққиқон тавонистанд нишон диҳанд, ки онҳо электродҳои органикӣ офаридаанд. Ин дари сохаи нави тадкикотро кушод.
“Аммо як порча намерасид. Мо намедонистем, ки чӣ тавр полимерҳоро дар дохили ширхӯрон ва дар майна, масалан, ба вуҷуд орем. Аммо баъд мо фаҳмидем, ки мо метавонем дар гел ферментҳо дошта бошем ва барои оғози полимеризатсия моддаҳои худи баданро истифода барем," мегӯяд Ксенофон Стракосас.
Ин идея боиси он гардид, ки муҳаққиқон ҳоло тавонистанд маҳлули сабуки часпаки гелро ба бофта ворид кунанд. Вақте ки он бо моддаҳои худи бадан, ба монанди глюкоза тамос мегирад, хосиятҳои гел тағир меёбанд. Ва муҳаққиқони шведӣ аввалин шуда дар ҷаҳон бо усули фаъолсозии ташаккули электродҳо дар бофта муваффақ шуданд.
"Гел дар бофта худполимеризатсия мешавад ва барқро мегузаронад. Мо иҷозат медиҳем, ки биология ин корро барои мо кунад, ”мегӯяд Ксенофон Стракосас.
Инчунин, он дар ҷое, ки сӯзандору карда шудааст, боқӣ мемонад. Ин муҳим аст, зеро муҳаққиқон мехоҳанд, ки дар куҷо ҷойгиршавии гелро назорат кунанд. Гурӯҳи тадқиқотӣ нишон дод, ки онҳо метавонанд бо ин роҳ дар майнаи зебраҳо ва гирду атрофи системаи асаби пиёзҳо электрод парвариш кунанд. Ҳоло онҳо таҳқиқ мекунанд, ки оё он дар мушҳо низ кор мекунад.
Аммо пеш аз он ки табобати бемориҳо бо гел ба воқеият табдил ёбад, роҳи тӯлонӣ лозим аст. Аввалан, гурӯҳи тадқиқотӣ таҳқиқ хоҳад кард, ки гел дар дохили бофта то чӣ андоза устувор аст. Оё он пас аз муддате вайрон мешавад ва баъд чӣ мешавад? Саволи дигари муҳим ин аст, ки чӣ гуна гели интиқолдиҳандаро ба электроника берун аз бадан пайваст кардан мумкин аст.
"Ин кори осонтарин нест, аммо ман умедворам, ки бо мурури замон ин усулро метавон барои назорат кардани он чизе, ки дар дохили бадан, то сатҳи ҳуҷайравӣ рӯй медиҳад, истифода бурд. Он гоҳ мо метавонем бештар дарк кунем, ки чӣ боиси бемориҳои гуногун дар системаи асаб мегардад," мегӯяд Тобиас Абрахамссон.
Ксенофон Стракосас мегӯяд: "Ҳалли корҳои зиёде боқӣ мондааст, аммо мо пешрафт карда истодаем". Аҷиб мебуд, агар мо дар ниҳоят электродҳоро барои хондани сигналҳо дар дохили бадан истифода барем ва онҳоро барои тадқиқот ё дар соҳаи тандурустӣ истифода барем."
Муаллиф Карин Содерлунд Лейфлер
Манбаъ: Донишгоҳи Linköping
