Экономичный электродный нанокомпозит создали в Институте биомедицинских систем МИЭТа — благодаря ему на смену дорогостоящим мышечным имплантатам, которые сейчас делают с применением драгоценных металлов, могут прийти более дешевые и доступные «искусственные мышцы». Другие применения разработки — нейрохирургия и «кожная электроника». Ученые уже проводят апробацию нового материала на животных.
Искусственная мышца — это электроактивный полимер, который деформируется при воздействии на него импульсами тока, поясняют в университете. Миэтовские электроды вместо платины, золота или палладия состоят из матрицы с биоматериалом и 1% наполнителя — углеродных нанотрубок. «Мышцы» с такими электродами можно использовать при инфаркте миокарда: как заплатку на омертвевшую часть ткани сердечной мышцы, сокращением которой дальше будет управлять электроника. Тот же принцип будет работать и при имплантации в сфинктеры пищевода или мочевого пузыря.
Новый электропроводящий композиционный наноматериал подходит также для изготовления электропроводимых нитей, на которые есть запросы от медиков, в частности, нейрохирургов. Металлические нити, которые сейчас используют врачи, недолговечны: они растворяются в биологической жидкости и распространяется по телу человека.
За биопроводность и биосовместимость новая разработка получила свой первый патент, сообщает МИЭТ. Второй — за хорошую реакцию на деформацию, что крайне важно при имплантации искусственного материала в мышечную ткань.
Немедицинские применения материала — датчики деформации (тензорезистора) для изготовления чувствительных «пальцев» робота-хирурга или любого робота-исследователя, действующего в опасных средах. Разработка будет востребована в электронике и микроэлектронике, а особенно в бурно развивающем направлении «кожная электроника», считают ученые МИЭТа. В первом случае новый материал позволит без нагрева и других манипуляции создать проводящие дорожки и разные элементы на подложке. В втором — водная дисперсия композиционного наноматериала с помощью 3D принтера наносится на поверхности кожи человека, где затем формируются нужные элементы и системы электроники и микроэлектроники.
Об экспериментах по апробации нового материала рассказал доцент института БМС МИЭТ Леван Ичкитидзе. С мая нынешнего года его имплантируют в организмы животных: кроликов и птиц. Кроликам — в ушные раковины и в хрящевую ткань, а птицам, которые считаются наиболее чувствительными к чужеродным тканям, в мышцы бедра. Первая серия испытаний уже успешно завершена.
«Более долгосрочное, полугодовое, испытание планируем завершить в следующем году, — поделился Леван Ичкитидзе с журналистами МИЭТа. — После этого ожидаем разрешения на эксперимент с более крупным животным и только потом можно будет думать об апробации материала на человеке».
В сентябре Леван Ичкитидзе получил высшую награду международного конгресса «Искусственные органы для жизни» в Мадриде, который провела Европейская организация по искусственным органам (ESAO). Доклады ученых МИЭТа о свойствах нового разработанного ими материала («Слои композитных наноматериалов в качестве электродов в искусственном мышце» и «Слои композитных наноматериалов как прототип тензорезисторного датчика») были признаны одними из лучших. Изучением этого направления в МИЭТе руководят профессора института БМС Виталий Подгаецкий и Сергей Терещенко.