El oro blando permite conectar nervios y electrónica
El oro no se presta fácilmente a ser convertido en hilos largos y finos. Pero investigadores de la Universidad sueca de Linköping han conseguido crear nanocables de oro y desarrollar electrodos blandos que pueden conectarse al sistema nervioso. Los electrodos son suaves como nervios, estirables y conductores de la electricidad, y se prevé que duren mucho tiempo en el cuerpo.
Algunas personas tienen un "corazón de oro", así que ¿por qué no "nervios de oro"? En el futuro, podría ser posible utilizar este metal precioso en interfaces blandas para conectar la electrónica al sistema nervioso con fines médicos. Esta tecnología podría utilizarse para aliviar dolencias como la epilepsia, la enfermedad de Parkinson, la parálisis o el dolor crónico. Sin embargo, crear una interfaz en la que la electrónica pueda encontrarse con el cerebro u otras partes del sistema nervioso plantea retos especiales.
"Los conductores clásicos utilizados en electrónica son los metales, que son muy duros y rígidos. Las propiedades mecánicas del sistema nervioso recuerdan más a la gelatina blanda. Para conseguir una transmisión precisa de la señal, necesitamos acercarnos mucho a las fibras nerviosas en cuestión, pero como el cuerpo está en constante movimiento, lograr un contacto estrecho entre algo que es duro y algo que es blando y frágil se convierte en un problema", afirma Klas Tybrandt, profesor de ciencia de materiales del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping, que dirigió la investigación.
Por eso, los investigadores quieren crear electrodos que tengan una buena conductividad y propiedades mecánicas similares a la suavidad del cuerpo. En los últimos años, varios estudios han demostrado que los electrodos blandos no dañan el tejido tanto como pueden hacerlo los electrodos duros. En el estudio actual, publicado en la revista Small, un grupo de investigadores de la Universidad de Linköping ha desarrollado nanocables de oro -mil veces más finos que un cabello- y los ha incrustado en un material elástico para crear microelectrodos blandos.
"Hemos conseguido fabricar un nanomaterial nuevo y mejor a partir de nanocables de oro en combinación con un caucho de silicona muy blando. El resultado es un conductor de alta conductividad eléctrica, muy blando y hecho de materiales biocompatibles con el organismo", explica Klas Tybrandt.
El caucho de silicona se utiliza en implantes médicos, como los mamarios. Los electrodos blandos también incluyen oro y platino, metales habituales en dispositivos médicos de uso clínico. Sin embargo, fabricar nanoestructuras de oro largas y estrechas es muy difícil. Esto ha sido hasta ahora un gran obstáculo, pero los investigadores han ideado ahora una nueva forma de fabricar nanocables de oro. Y lo hacen utilizando nanocables de plata.
Como la plata tiene propiedades únicas que la convierten en un material muy bueno para crear el tipo de nanocables que persiguen los investigadores, se utiliza en algunos nanomateriales estirables. El problema de la plata es que es químicamente reactiva. De la misma forma que los cubiertos de plata se decoloran con el tiempo cuando se producen reacciones químicas en su superficie, la plata de los nanocables se descompone de forma que los iones de plata se escapan. En una concentración suficientemente alta, los iones de plata pueden ser tóxicos para nosotros.
Fue cuando Laura Seufert, estudiante de doctorado del grupo de investigación de Klas Tybrandt, trabajaba en la búsqueda de una forma de sintetizar, o "hacer crecer", nanocables de oro, cuando se le ocurrió un nuevo enfoque que abría nuevas posibilidades. Al principio era difícil controlar la forma de los nanocables. Pero entonces descubrió un método que permitía obtener alambres muy lisos. En lugar de intentar cultivar nanocables de oro desde el principio, empezó con un nanocable fino de plata pura.
"Como es posible fabricar nanocables de plata, aprovechamos esta ventaja y utilizamos el nanocable de plata como una especie de plantilla sobre la que cultivamos oro. El siguiente paso del proceso es eliminar la plata. Una vez hecho esto, tenemos un material que contiene más del 99% de oro. Es un truco para resolver el problema de fabricar nanoestructuras de oro largas y estrechas", explica Klas Tybrandt.
En colaboración con el profesor Simon Farnebo, del Departamento de Ciencias Biomédicas y Clínicas de la Universidad de Linköping, los investigadores del estudio han demostrado que los microelectrodos blandos y elásticos pueden estimular un nervio de rata, así como captar señales del mismo.
En las aplicaciones en las que la electrónica blanda va a incrustarse en el cuerpo, el material debe durar mucho tiempo, preferiblemente toda la vida. Los investigadores han probado la estabilidad del nuevo material y han llegado a la conclusión de que durará al menos tres años, lo que es mejor que muchos de los nanomateriales desarrollados hasta ahora.
El equipo de investigación trabaja ahora en el perfeccionamiento del material y en la creación de distintos tipos de electrodos aún más pequeños que puedan entrar en contacto más estrecho con las células nerviosas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Laura Seufert, Mohammed Elmahmoudy, Charlotte Theunis, Samuel Lienemann, Yuyang Li, Mohsen Mohammadi, Ulrika Boda, Alejandro Carnicer‐Lombarte, Renee Kroon, Per O.Å. Persson, Aiman Rahmanudin, Mary J. Donahue, Simon Farnebo, Klas Tybrandt; "Stretchable Tissue‐Like Gold Nanowire Composites with Long‐Term Stability for Neural Interfaces"; Small, 2024-6-30
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