تحریک سلول های عصبی با یک ماده زیستی قابل تزریق

محققان ماده ای ساخته اند که اساس ابزار قابل تزریقی را تشکیل می دهد که با نور فعال می شود و نهایتا می توان از آن برای تحریک سلول های عصبی و دستکاری رفتار ماهیچه ها و اندام ها استفاده کرد.

کد خبر: ۱۱۴۸۰۰

تاریخ: ۱۵ تير ۱۳۹۵ - ۱۱:۲۸

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ساینس دیلی،اساسا دستگاه های پزشکی قابل تزریق و قابل کاشت نه تنها باید کوچک باشند و عملکرد الکتریکی داشته باشند، بلکه باید مانند بافت های بدن نرم هم باشند.
اکنون دانشمندان دو آزمایشگاه UChicago ماده ای ساخته اند که هر سه ویژگی یاد شده را دارد.
'بازهی تیان' استادیار شیمی که این تحقیق نتیجه همکاری محققان آزمایشگاه وی با محققان آزمایشگاه عصب شناسی 'فرانسیسکو بزانیلا' است، گفت: بیشتر مواد سنتی که برای ایمپلنت استفاده می شوند، بسیار محکم و حجیم هستند به ویژه اگر کاربرد تحریک الکتریکی داشته باشند.
اما ماده جدید نرم و بسیار باریک است-- قظر ذرات این ماده تنها چند میکرومتر (بسیار کمتر از پهنای یک تار موی انسان) است که به راحتی در یک حلال نمکی متفرق می شوند و بنابراین می توان آنها را تزریق کرد.
از سوی دیگر بعد از چند ماه این ذرات بطور طبیعی در بدن از بین می رود بنابراین برای خروج آنها از بدن به هیچ عمل جراحی نیاز نخواهد بود.
هر ذره از دو نوع سیلیکون ساخته می شود که با هم یک ساختار مملو از سوراخ های نانو مقیاس مانند یک اسفنج کوچک را می سازند.
از طرف دیگر، این ماده همچون یک اسفنج نرم است به طوری که صد تا هزار برابر نرم تر از سیلیکون کریستالی است که در ترانزیستورها و سلول های خورشیدی استفاده می شوند.
نیمی از این ماده متشکل از یک ابزار الکتریکی است که همزمان با تزریق یکی از این ذرات سیلیکونی به یک سلول کشت شده و یا نهایتا به بدن انسان، خود به خود ایجاد می شود.
این ذره به یک سلول می چسبد و با غشای پلاسمای سلول ارتباط ایجاد می کند. این دو عنصر با یکدیگر -- غشای سلولی بعلاوه ذره-- واحدی را تشکیل می دهند که زمانی که نور به ذره سیلیکونی می تابد، جریان تولید می کند.
محققان می گویند با استفاده از این ماده دیگر نیازی به تزریق کل دستگاه نیست بلکه تنها کافی است که یک مولفه آن را تزریق کرد.
اتصال این ذره به غشای سلولی به اندازه کافی جریان تولید می کند که برای تحریک سلول و تغییر فعالیت آن استفاده می شود.
سپس این ماده بعد از انجام هدف درمانی خود بطور طبیعی از بین می رود و درصورت نیاز به درمان دیگر، می توان تزریق دیگری انجام داد.
محققان این ذرات را به نرون های کشت داده شده در محیط آزمایشگاه اضافه کردند و روی این ذرات نور تاباندند. آنها مشاهده کردند که در این نرون ها جریانی به وجود آمد که این سلول ها را فعال کرد.
محققان می گویند اقدام بعدی بررسی اتفاقی است که با استفاده از این ذرات در حیوانات زنده رخ می دهد. محققان به ویژه به تحریک اعصاب در سیستم اعصاب محیطی که به اندام ها متصل است، علاقمندند.
جزئیات این ماده در شماره 27 ژوئن مجله Nature Materials منتشر شده است.