Пионерами в этой работе стали доктор Туан-Хоа Нгуен, профессор Нам-Трунг Нгуен и доктор Хоанг-Фуонг Фан (в настоящее время старший преподаватель Университета Нового Южного Уэльса) из Квинслендского центра микро- и нанотехнологий Университета Гриффита (QMNC), использующие собственную технологию карбида кремния в качестве новой платформы для долгосрочного- терминальные электронные интерфейсы биоткани.

Проект был организован QMNC, в котором находится часть Квинслендского узла Австралийского национального центра нанопроизводства (ANFF-Q).

ANFF-Q - это компания, созданная в соответствии со стратегией Национальной инфраструктуры совместных исследований для предоставления нано- и микропроизводственных мощностей австралийским исследователям.

QMNC предлагает уникальные возможности для разработки и определения характеристик материалов с широкой запрещенной зоной, класса полупроводников, электронные свойства которых находятся между непроводящими материалами, такими как стекло, и полупроводниковыми материалами, такими как кремний, используемыми для компьютерных чипов.

Эти свойства позволяют устройствам, изготовленным из этих материалов, работать в экстремальных условиях, таких как высокое напряжение, высокая температура и агрессивные среды.

QMNC и ANFF-Q предоставили этому проекту материалы из карбида кремния, возможности масштабируемого производства и передовые средства определения характеристик для надежных микро / нанобиоэлектронных устройств.

"Имплантируемые и гибкие устройства обладают огромным потенциалом для лечения хронических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и травмы спинного мозга", - сказал доктор Туан-Хоа Нгуен.

"Эти устройства позволяют напрямую диагностировать нарушения во внутренних органах и обеспечивают подходящие методы лечения.

"Например, такие устройства могут предлагать электрическую стимуляцию целевых нервов для регулирования аномальных импульсов и восстановления функций организма".

Из-за необходимости прямого контакта с биожидкостями поддержание их долговременной работы при имплантации является сложной задачей.

Исследовательская группа разработала надежную и функциональную систему материалов, которая могла бы преодолеть это узкое место.

"Система состоит из наномембран карбида кремния в качестве контактной поверхности и диоксида кремния в качестве защитной оболочки, демонстрируя непревзойденную стабильность и сохраняя свою функциональность в биожидкостях", - сказал профессор Нам-Трунг Нгуен.

"Впервые наша команда успешно разработала надежную имплантируемую электронную систему с ожидаемым сроком службы в несколько десятилетий".

Исследователи продемонстрировали множество способов использования датчиков импеданса и температуры, а также нейростимуляторов вместе с эффективной стимуляцией периферических нервов на моделях животных.

Автор-корреспондент доктор Фан сказал, что имплантированные устройства, такие как маркеры сердечного ритма и стимуляторы глубокого мозга, обладают мощными возможностями для своевременного лечения нескольких хронических заболеваний.

"Традиционные имплантаты громоздки и имеют механическую жесткость, отличную от жесткости человеческих тканей, что представляет потенциальный риск для пациентов. Разработка механически мягких, но химически прочных электронных устройств является ключевым решением этой давней проблемы", - сказал доктор Фан.

Концепция гибкой электроники из карбида кремния открывает многообещающие возможности для неврологии и нейростимуляционной терапии, которые могли бы предложить спасительные методы лечения хронических неврологических заболеваний и стимулировать выздоровление пациентов.

"Чтобы воплотить эту платформу в реальность, нам повезло, что у нас есть сильная многопрофильная исследовательская группа из Университета Гриффита, UNSW, Университета Квинсленда, Японского агентства науки и технологий (JST) - ERATO, каждый из которых привносит свой опыт в материаловедении, механике / электротехнике и биомедицинской инженерии", - сказал доктор Фан.