ژلی که به حیوانات زنده تزریق می شود به الکترود تبدیل می شود

محققان ژلی را به زالو تزریق کردند که به یک الکترود نرم تبدیل می شود و به آنها اجازه می دهد انقباضات عضلانی آن را کنترل کنند – این ژل در نهایت می تواند در مغز برای درمان بیماری های عصبی بدون جراحی استفاده شود.

توسط کارملا بداویچ کالاهان

نشان داده شده است که ژل تزریقی که به یک ماده رسانا در داخل بدن تبدیل می شود، توانایی شنای گورخرماهی را مختل نمی کند و همچنین برای کنترل عضلات زالوهای مرده استفاده می شود. در نهایت، می‌توان آن‌ها را برای درمان بیماری‌های عصبی بدون نیاز به کاشت الکترود به مغز انسان تزریق کرد، فرآیندی که می‌تواند به بافت آسیب برساند.

Magnus Berggren از دانشگاه Linkoping در سوئد و همکارانش ژل تزریقی ساخته شده از بسیاری از مولکول‌های نوعی ماده شیمیایی به نام مونومر، به علاوه آنزیم‌هایی که هنگام تجزیه قندها باعث واکنش می‌شوند. آنزیم ها پراکسید هیدروژن تولید می کنند که با مونومرها به گونه ای واکنش نشان می دهد که در یک پلیمر در داخل بدن ترکیب می شوند و یک الکترود نرم و انعطاف پذیر تشکیل می دهند.

محققان این ژل را طوری طراحی کردند که با قندهایی مانند گلوکز که از قبل در بافت حیوانات وجود دارد کار کند. آنها آن را روی گورخرماهی و زالوهای دارویی آزمایش کردند زیرا آناتومی این حیوانات به خوبی شناخته شده است.

محققان این ژل را به باله‌ها، مغز یا قلب نه گورخرماهی تزریق کردند، جایی که با موفقیت به‌صورت خود مونتاژ شد و به الکترود داخل پوست نیمه شفاف ماهی تبدیل شد. ماهی پس از تزریق در حالت عادی شنا کرد. پس از تشریح ماهی، برگرن و همکارانش ولتاژی را به برش هایی از بافت مغز که با ژل ترانسدیوگر پر شده بود اعمال کردند و دریافتند که الکتریسیته از آن ها عبور می کند که گویی الکترودهای معمولی به مغز ماهی وارد شده است.

برای آزمایش اینکه آیا الکترودهای نرم به اندازه کافی رسانا هستند که بر بدن حیوان تأثیر بگذارند، محققان مقداری ژل روی الکترودهای فلزی استاندارد اضافه کردند، ژل را شکل دادند و الکترودهای پوشش داده شده را از طریق برش‌های کوچک وارد عصب مرکزی سه زالو مرده کردند. هنگامی که آنها الکتریسیته را از طریق این الکترود مرکب عبور دادند، ماهیچه های حیوانات منقبض شدند.

می‌گوید ساخت الکترودهای نرم در داخل مغز به جای قرار دادن آنها از بیرون، می‌تواند تا حدودی مشکل موسوم به “چنگال و ژله” را کاهش دهد – مشکل ایجاد تعامل موثر دستگاه‌های سفت و سخت با بافت‌های زنده نرم به دلیل خواص فیزیکی متفاوتشان. دیوید مارتین در دانشگاه دلاور

کلودیا تورتیگلیونی از شورای ملی تحقیقات ایتالیا می گوید ژل ممکن است در هر نوع بافتی بدون تغییر ترکیب شیمیایی آن کار نکند. او می‌گوید به طور خاص، اگر قندهای مورد نیاز برای تقویت واکنش خودآرایی در بافت وجود نداشته باشد، ژل نمی‌شود.

برگن می‌گوید: «ما در حال ساخت نسخه‌های جدیدی از ژل با مواد شیمیایی ریز هستیم که می‌توانند الکترودهایی را برای تشکیل تنها در چند بافت خاص تحریک کنند. در نهایت می‌خواهیم بافت‌هایی مانند پلاک‌های مغز که باعث بیماری می‌شوند را هدف قرار دهیم.» این الکترودها می توانند بخشی از درمان های تحریک الکتریکی شوند که قبلاً برای سرکوب لرزش در شرایطی مانند بیماری پارکینسون استفاده شده است.