ペンシルバニア大学、ドレクセル大学、マイケル・J・クレセンツ退役軍人医療センター、セント・ジュード小児研究病院の研究グループがScience Translational Medicine誌に発表 "マルチスケール電気生理・刺激用MXene注入型バイオエレクトロニクスインターフェース" 脳活動を記録する柔軟なMXene電極、筋肉の活性化を測定する筋電図、心臓の活動をモニターする心電図、目の動きをマッピングする眼球電図など、さまざまな機能を備えています。
「高解像度かつ大規模な興奮性ネットワークのマッピングと変調のためのソフトバイオエレクトロニクスインターフェースは、診断、モニタリング、および治療戦略のパラダイムシフトを可能にします。 しかし、現在の技術は、高価で拡張性がなく、達成可能な最大解像度や適用範囲が決定的に制限される材料や製造スキームに大きく依存しています。溶液処理は費用対効果の高い製造方法ですが、従来の金属の性能に匹敵する生体適合性のある導電性インクが不足しています。本論文では、Ti3C2 MXene（2次元遷移金属炭化物ナノ材料）とスケーラブルな溶液処理によって実現した、ソフトで高解像度の大規模バイオエレクトロニクスインターフェースであるMXtrodesを紹介します。我々は、MXtrodesの電気化学的特性が、従来の材料のそれを上回り、表皮エレクトロニクスに使用する際に導電性ゲルを必要としないことを示す。さらに、ヒトの大規模な神経筋ネットワークのマッピングから、ブタやネズミのモデルにおける皮質神経記録やマイクロ刺激まで、さまざまな用途でMXtrodesを検証しています。"
「電極を平面または立体的に作製し、ボランティアの皮膚に貼り付けて、脳活動を記録する脳波計、筋肉の活性化を測定する筋電計、心臓の活動をモニターする心電計、眼球運動をマッピングする眼電計に使用しました。また、この電極アレイは、術中のモニタリングや脳への刺激のためにブタやラットに移植することができ、磁気共鳴やコンピュータ断層撮影にも適合することが示された。これらの柔軟なインターフェースは、マルチスケール表皮センシングや神経調節のための臨床的有用性が期待されます。"
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