'사이보그'기술은 새로운 진단, 인간과 AI의 합병을 가능하게 할 수 있습니다.

[아름이]

'사이보그'기술은 새로운 진단, 인간과 AI의 합병을 가능하게 할 수 있습니다.
데이트:2020 년 8 월 17 일
출처:미국 화학 학회
요약:진정한 '사이보그'는 공상 과학 소설이지만 연구원들은 전자 장치를 신체와 통합하는 방향으로 나아가고 있습니다. 이러한 장치는 종양을 모니터링하거나 손상된 조직을 대체 할 수 있습니다. 그러나 전자 장치를 신체의 인체 조직에 직접 연결하는 것은 큰 도전입니다. 오늘날 한 팀은 이러한 환경에보다 쉽게 ​​적용 할 수있는 구성 요소에 대한 새로운 코팅을보고하고 있습니다.

진정한 "사이보그"(일부는 인간, 일부는 로봇 존재)가 공상 과학 소설이지만, 연구자들은 전자 공학과 신체를 통합하기위한 조치를 취하고 있습니다. 이러한 장치는 종양 발생을 모니터링하거나 손상된 조직을 감시 할 수 있습니다. 그러나 전자 장치를 신체의 인체 조직에 직접 연결하는 것은 큰 도전입니다. 이제 한 팀이이 환경에보다 쉽게 ​​적용 할 수있는 구성 요소에 대한 새로운 코팅을보고하고 있습니다.

연구원들은 오늘 American Chemical Society (ACS) Fall 2020 Virtual Meeting & Expo에서 결과를 발표 할 예정입니다.

연구를 주도한 David Martin 박사는 "우리는 단단한 무기질 미세 전극과 뇌를 연결하려고했기 때문에이 프로젝트에 대한 아이디어를 얻었습니다. 그러나 뇌는 유기적이고 짠맛이있는 살아있는 물질로 만들어졌습니다."라고 말합니다. "잘 작동하지 않았기 때문에 더 나은 방법이 있어야한다고 생각했습니다."

실리콘, 금, 스테인리스 스틸 및 이리듐과 같은 전통적인 마이크로 전자 재료는 이식시 흉터를 유발합니다. 근육이나 뇌 조직에 적용 할 경우 전기 신호가 제대로 작동하려면 전기 신호가 흐를 필요가 있지만 흉터는이 활동을 방해합니다. 연구원들은 코팅이 도움이 될 수 있다고 생각했습니다.

"우리는 비 생물학적 장치에 사용되는 공액 고분자와 같은 유기 전자 재료를 찾기 시작했습니다."라고 델라웨어 대학의 Martin은 말합니다. "전자 디스플레이 용 정전기 방지 코팅으로 상업적으로 판매되는 화학적으로 안정된 예를 발견했습니다." 실험 후 연구원들은 폴리머가 하드웨어와 인간 조직을 연결하는 데 필요한 특성을 가지고 있음을 발견했습니다.

"이 공액 폴리머는 전기적으로 활성이지만 이온 활성도 있습니다."라고 Martin은 말합니다. 카운터 이온은 그들에게 필요한 전하를 제공하므로 작동 중일 때 전자와 이온이 모두 움직입니다. 폴리 (3,4-ethylenedioxythiophene) 또는 PEDOT으로 알려진 폴리머는 임피던스를 2 ~ 3 배 낮춤으로써 의료용 임플란트의 성능을 획기적으로 개선하여 환자의 신호 품질과 배터리 수명을 향상 시켰습니다.

Martin은 폴리머를 전문화하는 방법을 결정하여 PEDOT에 다양한 작용기를 추가했습니다. 에틸렌 디옥 시티 오펜 (EDOT) 모노머에 카르 복실 산, 알데히드 또는 말레이 미드 치환체를 추가하면 연구자들은 다양한 기능을 가진 폴리머를 생성 할 수 있습니다.

"말레이 미드는 기능화 된 폴리머와 바이오 폴리머를 만들기 위해 클릭 화학 치환을 할 수 있기 때문에 특히 강력합니다."라고 Martin은 말합니다. 비치 환 된 모노머와 말레이 미드로 대체 된 버전을 혼합하면 팀이 펩타이드, 항체 또는 DNA를 부착 할 수있는 여러 위치의 재료가 생성됩니다. "좋아하는 생체 분자의 이름을 지정하면 원칙적으로 관심이있는 생체 기능 그룹이있는 PEDOT 필름을 만들 수 있습니다."라고 그는 말합니다.

가장 최근에 Martin의 그룹은 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)에 대한 항체가 부착 된 PEDOT 필름을 만들었습니다. VEGF는 손상 후 혈관 성장을 자극하고 종양은이 단백질을 납치하여 혈액 공급을 증가시킵니다. 연구팀이 개발 한 폴리머는 다른 잠재적 인 응용 분야 중에서 VEGF의 과발현을 감지하여 질병의 초기 단계를 감지하는 센서 역할을 할 수 있습니다.

다른 기능화 된 폴리머에는 신경 전달 물질이 있으며, 이러한 필름은 뇌 또는 신경계 장애를 감지하거나 치료하는 데 도움이 될 수 있습니다. 지금까지 연구팀은 중독성 행동에 중요한 역할을하는 도파민과 EDOT 단량체의 도파민 기능화 변형체가 포함 된 중합체를 만들었습니다. Martin은 이러한 생물학적 합성 하이브리드 물질이 언젠가는 인공 지능과 인간의 두뇌를 결합하는 데 유용 할 것이라고 말했습니다.

궁극적으로 그의 꿈은 이러한 물질이 표면에 부착되는 방식을 조정 한 다음 살아있는 유기체의 조직에 넣는 것입니다. "생물 내부에서 통제 된 방식으로 중합을 수행하는 능력은 매혹적 일 것입니다."