นักวิจัยในจีนได้พัฒนาไฮโดรเจลที่ยืดได้และนำไฟฟ้าได้ ซึ่งพวกเขาอ้างว่าวันหนึ่งสามารถนำมาใช้ในการซ่อมแซมเส้นประสาทส่วนปลาย ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อที่ละเอียดอ่อนที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าชีวภาพจากสมองไปยังส่วนอื่นๆ ของร่างกายแบบเรียลไทม์ ไฮโดรเจลซึ่งได้รับการทดสอบในหนูแรทที่มีอาการบาดเจ็บที่เส้นประสาทไซอาติก จะยังคงนำไฟฟ้าเมื่อยืดออกและค่าการนำไฟฟ้าจะดีขึ้นเมื่อส่องสว่างด้วยแสงอินฟราเรดใกล้
คุณสมบัติทั้งสองนี้หมายความว่าสามารถ
ใช้รักษาอาการบาดเจ็บที่เส้นประสาทส่วนปลายอย่างร้ายแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเส้นประสาทที่ขาดหายไปเกิน 10 มม.อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นได้เกิดขึ้นอย่างก้าวกระโดดในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา ทำให้สามารถใช้วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพเป็นเนื้อเยื่อเทียมในร่างกายได้ ไฮโดรเจล – เครือข่ายโพลีเมอร์ 3 มิติที่สามารถกักเก็บน้ำได้มาก – มีโครงสร้างคล้ายกับเนื้อเยื่อประสาท และการเชื่อมโยงวัสดุเหล่านี้กับเนื้อเยื่อที่มีชีวิตเป็นหนึ่งในหัวข้อที่สำคัญที่สุดในไบโออิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน
การบาดเจ็บของเส้นประสาทส่วนปลาย – ตัวอย่างเช่น เมื่อเส้นประสาทส่วนปลายถูกตัดอย่างสมบูรณ์ในอุบัติเหตุ – อาจส่งผลให้เกิดอาการปวดเรื้อรัง ความผิดปกติของระบบประสาท อัมพาต และแม้กระทั่งความทุพพลภาพ อย่างไรก็ตาม อาการบาดเจ็บดังกล่าวรักษาได้ยาก
หนึ่งในเทคนิคหลักที่ใช้ในการซ่อมแซมเส้นประสาทส่วนปลายที่ได้รับบาดเจ็บคือการปลูกถ่ายเส้นประสาทเอง สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการนำส่วนของเส้นประสาทส่วนปลายออกจากส่วนอื่นในร่างกายและ “เย็บ” ไปที่ปลายเส้นประสาทที่ถูกตัด อย่างไรก็ตาม
มีข้อบกพร่องบางประการที่เกี่ยวข้องกับแนวทางนี้
รวมถึงความจริงที่ว่าการผ่าตัดไม่ได้ช่วยฟื้นฟูการทำงานของเส้นประสาทเสมอไป และบางครั้งจำเป็นต้องมีขั้นตอนการติดตามผลหลายครั้ง นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงของการเกิดเซลล์ประสาทที่เจ็บปวด (การเจริญเติบโตที่อ่อนโยนของเนื้อเยื่อประสาท) หลังการผ่าตัด
อีกเทคนิคหนึ่งอาศัยวิศวกรรมเนื้อเยื่อเพื่อฟื้นฟูและซ่อมแซมมอเตอร์และการทำงานของประสาทสัมผัสของเซลล์ประสาท วิธีนี้ใช้วัสดุจากธรรมชาติหรือวัสดุสังเคราะห์ที่สามารถต่อกิ่งบนเซลล์ประสาทร่วมกับเซลล์ที่ “รองรับ” เช่น เซลล์ต้นกำเนิดจากเยื่อหุ้มเซลล์ ปัญหาของวิธีนี้คือเส้นประสาทที่ต่อกิ่งจะฟื้นตัวช้า
ไฮโดรเจลนำสัญญาณไฟฟ้าชีวภาพทีมวิจัยซึ่งนำโดยQun-Dong Shenจากมหาวิทยาลัย Nanjing, Chang-Chun Wangจากสถาบันเทคโนโลยีหนานจิงและ Ze-Zhang Zhu จากโรงพยาบาลหอกลองในเครือมหาวิทยาลัยหนานจิงได้พัฒนาเทคนิคทางเลือกแล้ว ในงานของพวกเขา นักวิจัยได้ใช้ไฮโดรเจลนำไฟฟ้าที่มีความแข็งทางกลไกแต่ยืดหยุ่นได้ซึ่งมีพอลิเมอร์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ ได้แก่ โพลิอะคริลาไมด์และโพลิอะนิลีนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า โพลีเมอร์ที่เชื่อมขวางเหล่านี้มีโครงข่าย 3D microporous ที่เมื่อฝังแล้ว เซลล์ประสาทจะเข้าไปและยึดเกาะ ช่วยฟื้นฟูเนื้อเยื่อที่สูญหาย
ไฮโดรเจลนำสัญญาณไบโออิเล็กทริก ซึ่งเป็นสิ่งที่ทีมพิสูจน์โดยแทนที่เส้นประสาท sciatic ที่เสียหายจากคางคกด้วยวัสดุและวัดสัญญาณผ่านมัน พวกเขายังฝังไฮโดรเจลลงในหนูที่มีอาการบาดเจ็บที่เส้นประสาท ในการทดลองเหล่านี้ พวกเขาสังเกตเห็นว่าเส้นประสาทของหนูฟื้นคุณสมบัติทางไฟฟ้าชีวภาพของพวกมัน ซึ่งวัดโดยคลื่นไฟฟ้าเคมีหนึ่งถึงแปดสัปดาห์หลังการผ่าตัด และการเดินของพวกมันดีขึ้นเมื่อเทียบกับหนูที่ไม่ได้รับการรักษาด้วยไฮโดรเจล
ข้อดีอีกประการของไฮโดรเจลคือกระแสที่ไหลผ่าน
จะเพิ่มขึ้นจาก 1.95 nA เป็น 2.3 nA เมื่อถูกฉายรังสีด้วยแสงอินฟราเรดใกล้ ซึ่งสามารถเจาะลึกเข้าไปในเนื้อเยื่อชีวภาพ นักวิจัยกล่าวว่าสิ่งนี้พิสูจน์ได้ว่าไฮโดรเจลค่อนข้างไวต่อแสงที่มีความยาวคลื่นนี้ และสัญญาณไฟฟ้าชีวภาพผ่านวัสดุสามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยวิธีนี้ ดังนั้นจึงช่วยให้การนำกระแสประสาทและการฟื้นตัวได้ดีขึ้น
และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด: เมื่อยืดออกทางกลไก วัสดุยังคงนำไฟฟ้า เช่นเดียวกับเนื้อเยื่อเส้นประสาทชีวภาพ ซึ่งหมายความว่าสามารถรองรับสายพันธุ์ขนาดใหญ่ที่เกิดจากเนื้อเยื่อเส้นประสาทที่เย็บในการเคลื่อนไหว
ระบบห้าเฟสนี้แสดงถึง “ครั้งแรกที่กฎ Gibbs ที่มีชื่อเสียงถูกทำลาย” สมาชิกในทีมMark Visกล่าว ทูนิเยร์กล่าวเสริม เนื่องจากรูปร่างของอนุภาค (โดยเฉพาะความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลาง) ซึ่งกิ๊บส์ไม่ได้พิจารณาถึงความฟุ่มเฟือยของเฟสนั้นเป็นไปได้มาก “นอกเหนือจากตัวแปรอุณหภูมิและความดันที่ทราบแล้ว คุณยังได้รับตัวแปรเพิ่มเติมอีก 2 ตัว ได้แก่ ความยาวของอนุภาคสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลาง และเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคอื่นๆ ในสารละลาย” เขาอธิบาย .
ผลลัพท์ที่ลงตัวอย่างที่บางครั้งเกิดขึ้นในวิทยาศาสตร์ ผลลัพธ์ก็เป็นส่วนหนึ่งของจังหวะแห่งโชค เนื่องจากในตอนแรกนักวิจัยไม่ได้มองหามากกว่าสามขั้นตอนในการจำลอง ในขณะที่ศึกษาอนุภาครูปจานและโพลีเมอร์ สมาชิกในทีม Álvaro González García และ Vincent Peters ได้สังเกตเห็นสมดุลสี่เฟส “วันหนึ่ง Álvaro มาหาฉันและถามฉันว่าเกิดอะไรขึ้น เพราะสี่ขั้นตอนนั้นไม่ถูกต้อง” Tuinier กล่าว
‘ตัวเหนี่ยวนำความร้อน’ สามารถแปลงน้ำเดือดเป็นน้ำแข็งโดยไม่ต้องป้อนพลังงานในขณะที่ทีมได้ผลลัพธ์โดยใช้การจำลอง สมาชิกกล่าวว่าระบบเวอร์ชันจริงสามารถผลิตได้ง่ายในห้องปฏิบัติการ และผลการทดสอบในการทดลอง จากข้อมูลของ Vis การค้นพบของทีมสามารถช่วยพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนเฟสในระบบดังกล่าว และคาดการณ์ได้แม่นยำยิ่งขึ้นเมื่อเกิดการเปลี่ยนเฟส ซึ่งเป็นความรู้ที่อาจมีประโยชน์สำหรับการใช้งาน เช่น การผลิตส่วนผสมคอลลอยด์ที่ซับซ้อน เช่น มายองเนสหรือสี
Vis เสริมว่าคริสตัลเหลวในจอแสดงผลอาจมีประโยชน์เช่นกัน “อุตสาหกรรมส่วนใหญ่เลือกที่จะทำงานกับระบบเฟสเดียว ซึ่งไม่มีการแบ่งแยก” เขากล่าว “แต่หากมีการอธิบายการเปลี่ยนแปลงอย่างชัดเจน อุตสาหกรรมสามารถใช้ขั้นตอนต่างๆ เหล่านั้นได้จริงแทนที่จะหลีกเลี่ยง”
Credit : dragonsonslair.com drewsdrumtracks.net drvirgilius.com easycashloansbocomprehensive.com easydoesit21.com
