哈佛大學開發(fā)出新型無金屬水凝膠電極

    金屬電極陣列通常用于在體內監(jiān)測或傳遞電脈沖的醫(yī)療程序，例如腦部手術和癲癇測繪。由于其構成材料堅硬且靈活性差，限制了金屬電極陣列的應用。受活體人體組織獨特物理特性的啟發(fā)，哈佛大學維斯研究所（HWI）和約翰·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）的科學家開發(fā)出了靈活的、無金屬的電極陣列。這種新型電極具有良好的組織貼合性，所需電壓較低，且可將損傷器官的風險降至最低。相關論文刊登在《自然·納米技術》上。

    研究人員發(fā)現(xiàn)海藻酸鹽水凝膠經(jīng)過性能調整，能夠匹配組織的粘彈性，可安全有效地監(jiān)測神經(jīng)電。經(jīng)測試，海藻酸水凝膠與模型大腦的接觸面積是其他材料的2倍，并能深入模型大腦的部分深部溝槽。研究人員用石墨烯薄片與碳納米管組合，賦予其導電性。這種水凝膠電極具有高柔韌性，長度可被拉伸10倍不斷裂。當活體腦細胞在電極上生長時，未出現(xiàn)損傷或其他負面影響。將水凝膠電極連接到小鼠心臟進行實驗，其在組織移動時維持原位，并在上萬次肌肉收縮運動中保持完整。再將水凝膠電極連接到活鼠的后腿上，通過改變傳遞刺激的電極類型，成功刺激了不同的肌肉收縮。