Flexible Elektronik wird künftig implantiert
Pritzker School of Molecular Engineering der University of Chicago ergänzt Funktionen nachträglich
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Laborarbeit an der University of Chicago (Foto: pme.uchicago.edu) |
Chicago (pte005/06.08.2021/06:15)
Flexible Elektronik zur Überwachung der Gesundheit, zur Krankheitserkennung und zur Verabreichung von Medikamenten lässt sich künftig in den menschlichen Körper implantieren. Hergestellt wird sie aus elektrisch leitfähigen flexiblen Kunststoffen. Im Prinzip gibt es sie bereits, doch es ist bisher nicht gelungen, ihnen spezifische Fähigkeiten zu geben, etwa den Blutzuckergehalt zu bestimmen.
[b]Neuaufbau von Polymeren war erfolglos[/b]
Forscher haben bisher versucht, leitfähige Polymere von Grund auf neu aufzubauen, um die gewünschten Eigenschaften zu integrieren. Dabei gingen die Grundfähigkeiten des Materials teilweise oder weitgehend verloren. Ein Team um Sihong Wang, Assistenzprofessor für Molekularengineering an der Pritzker School of Molecular Engineering https://pme.uchicago.edu/ (PME) der University of Chicago https://www.uchicago.edu/ beschreitet jetzt einen völlig anderen Weg. Sie nennen ihn „Click-to-Polymer" oder einfach CLIP. Das bedeutet, sie fügen einem vorhandenen elektrisch leitenden Polymer zusätzliche Funktionen nachträglich hinzu. Damit stören sie die ursprünglichen Eigenschaften des Materials nicht.
[b]Glukose verändert die Leitfähigkeit[/b]
Mit der neuen Technik entwickelten die Forscher ein Polymer-Glukose-Überwachungsgerät, also eine Elektronik, die den Blutzuckerspiegel kontrolliert. Der Biomolekülsensor basiert auf einem Glukoseoxidase-Enzym, das Glukose erkennt. In der Folge verändert sich die elektrische Leitfähigkeit des Polymers, was ein bestimmtes Signal zur Folge hat.
„Leitfähige Polymere sind eines der vielversprechendsten Materialsysteme für tragbare und implantierbare Elektronik", sagt Wang. „Wir müssen allerdings noch mehr Funktionen hinzufügen, um Signale sammeln und Therapien verabreichen zu können." Er ist zuversichtlich, dass es mit CLIP gelingt. Es sei eine Plattformtechnik, also geeignet, nahezu beliebige Funktionen hinzuzufügen.
[b]„Bahnbrechende Technologie" [/b]
Jetzt baut die Gruppe auf ihrem Erfolg auf, indem sie diesen Polymeren weitere bioaktive und biokompatible Funktionen hinzufügt, von denen Wangs Doktorandin Nan Li sagt, dass sie „das Potenzial haben, eine bahnbrechende Technologie zu werden".
„Wir hoffen, dass Forscher auf dem gesamten Gebiet der Biomedizintechnik unsere Methode nutzen werden, um diesem Materialsystem noch mehr Funktionalität zu verleihen und sie zur Entwicklung der nächsten Generation von menschenintegrierter Elektronik als Schlüsselwerkzeug im Gesundheitswesen einzusetzen", sagt Wang.
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