В НИТУ МИСИС запатентовали новый электрод для стимуляции нервной ткани

Патент на изобретение композиционного биосовместимого микроэлектрода, областью применения которого может быть электростимуляция нервной ткани, получили специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» (НИТУ МИСИС), 20 января сообщает пресс-служба вуза. Такой микроэлектрод может использоваться в медицине или биоисследованиях для точечного подведения электрического тока к тканям. Например, для поиска очагов эпилепсии в головном мозге, стимуляции периферических нервов с целью подавления фантомных болей или при мониторинге регенерации тканей спинного мозга после травм. Применяемые в большинстве случаев в настоящее время для этих целей металлические микроэлектроды, обладая значительной твердостью и жесткостью и недостаточной эластичностью и гибкостью, могут сильно смещаться из области имплантации. В результате, кроме снижения эффективности, возможно отторжение электрода и возникновение в месте его введения хронического воспаления. Кроме того, сам электрод может потрескаться, что приведет к резкому возрастанию его электрического сопротивления. В отличие от металлического, новый композиционный электрод имеет механические свойства, приближающиеся к свойствам нервной и мышечной тканей, что снизит реакцию организма на его введение. Как указано в описании изобретения, «микроэлектрод состоит из расположенного в электропроводящей матрице сердечника в виде отожженного углеродного моноволокна диаметром 5–10 мкм или пучка углеродных волокон до 100 штук». Композиционный материал матрицы изготавливается из полидиметилсилоксана с содержанием частиц проводящего наполнителя в виде углеродных микро- и наночастиц различных модификаций (графит, графен, аморфный углерод). Инженер научного проекта научно-образовательной лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС Сергей Жирнов рассказал о проделанных коллективом исследованиях: «Чтобы установить биосовместимость микроэлектрода, мы провели испытание на цитотоксичность. Материал безвреден для клеток человека. При эксплуатации полимерное проводящее покрытие возьмет на себя часть передачи электрического импульса, за счет чего электрод не выйдет из строя. Характеристики могут ухудшиться, но электрод останется работоспособным в силу своей гибкости: суммарный модуль упругости меньше, чем металлический электрод. Благодаря этому, при введении в тело, окружающие электрод ткани не будут сильно раздражены». Кроме того, ученые НИТУ МИСИС провели испытание электрода на динамическое растяжение при постоянной температуре 37 ˚С, показавшее стабильность характеристик, которые находятся в диапазоне, свойственном нервной ткани. Такой электрод, отмечают разработчики, может стать функциональной частью отечественных комплексов для нейрореабилитации, киберкостюмов, сложных экзоскелетов для нейрореабилитации. Другой областью применения могут стать исследования, требующие проведения стимуляции электрической активности живых тканей. glavno.smi.today