तंत्रिका प्रत्यारोपण अनुसंधान में प्रगति स्थायित्व को बढ़ाती है

मस्तिष्क रोगों पर महत्वपूर्ण शोध

मस्तिष्क का अध्ययन करने और पार्किंसंस या नैदानिक ​​अवसाद जैसी बीमारियों के रोगियों के लिए उपचार विकसित करने के लिए तंत्रिका प्रत्यारोपण महत्वपूर्ण हैं। तंत्रिका प्रत्यारोपण मस्तिष्क में न्यूरॉन्स या तंत्रिका नेटवर्क से संकेतों को विद्युत रूप से उत्तेजित, अवरुद्ध या रिकॉर्ड करते हैं। अध्ययन और उपचार के लिए, और विशेष रूप से दीर्घकालिक उपयोग के लिए, ये तंत्रिका प्रत्यारोपण टिकाऊ होने चाहिए।

टेक्निकल यूनिवर्सिटी डेल्फ़्ट के शोधकर्ता वासो गियाग्का बताते हैं, “लघु तंत्रिका प्रत्यारोपण में स्वास्थ्य देखभाल को बदलने की भारी क्षमता है, लेकिन शरीर में उनकी दीर्घकालिक स्थिरता एक बड़ी चिंता का विषय है।” “हमारा शोध न केवल प्रमुख चुनौतियों की पहचान करता है बल्कि इन उपकरणों की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए व्यावहारिक दिशानिर्देश भी प्रदान करता है, जो हमें सुरक्षित और लंबे समय तक चलने वाले नैदानिक ​​समाधानों के करीब लाता है।”

शोधकर्ताओं ने त्वरित गति के माध्यम से एक वर्ष के दौरान चिप्स (दो अलग-अलग निर्माताओं से, जिन्हें फाउंड्री के रूप में भी जाना जाता है) के विद्युत और सामग्री प्रदर्शन का मूल्यांकन किया। कृत्रिम परिवेशीय और जीवित अध्ययन करते हैं। उन्होंने नंगे सिलिकॉन आईसी संरचनाओं का उपयोग किया और उन्हें शरीर-द्रव अवरोध बनाने के लिए नरम पीडीएमएस इलास्टोमर्स के साथ एकीकृत किया जो प्रत्यारोपण योग्य चिप्स को दीर्घकालिक सुरक्षा प्रदान करते हैं। अध्ययन में उपयोग किए गए चिप्स को आंशिक रूप से पीडीएमएस (पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन) में लेपित किया गया था, जो सिलिकॉन युक्त एक बहुलक है। इसने चिप्स पर दो क्षेत्र बनाए, एक ‘नंगे डाई’ क्षेत्र और एक ‘पीडीएमएस-लेपित’ क्षेत्र। त्वरित के दौरान कृत्रिम परिवेशीय अध्ययन करें कि चिप्स को गर्म नमक के पानी में भिगोया गया था और विद्युत रूप से बायस्ड (विद्युत प्रत्यक्ष धाराओं के संपर्क में) किया गया था। चिप्स की समय-समय पर निगरानी की गई और परिणामों ने स्थिर विद्युत प्रदर्शन दिखाया। इससे पता चला कि शारीरिक तरल पदार्थों के सीधे संपर्क में आने पर भी चिप्स चालू रहे।

चिप्स की सामग्रियों के विश्लेषण से पता चला कि नंगे क्षेत्रों में चिप्स का क्षरण हुआ था, लेकिन पीडीएमएस-लेपित क्षेत्रों में केवल सीमित क्षरण हुआ था।

इससे पता चलता है कि पीडीएमएस वर्षों तक चलने वाले प्रत्यारोपण के लिए एक अत्यधिक उपयुक्त एनकैप्सुलेंट है। ये अंतर्दृष्टि न्यूनतम इनवेसिव मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस और क्रोनिक न्यूरोवैज्ञानिक अनुसंधान के लिए अत्याधुनिक चिप-स्केल सक्रिय बायोइलेक्ट्रॉनिक प्रत्यारोपण के डिजाइन को सूचित और सक्षम करेगी। और नई अंतर्दृष्टि के आधार पर, दिशानिर्देश प्रस्तावित किए गए हैं जो इम्प्लांटेबल चिप्स की दीर्घायु को बढ़ा सकते हैं, बायोमेडिकल क्षेत्र में उनके अनुप्रयोगों को व्यापक बना सकते हैं।

वैज्ञानिकों को आश्चर्य हुआ

“हम सभी आश्चर्यचकित थे,” पीएचडी छात्र कंबिज़ नानबख्श, जो इस काम के पहले लेखक हैं, साझा करते हैं। “मुझे उम्मीद नहीं थी कि गर्म नमक के पानी में भिगोने और विद्युत रूप से पक्षपाती होने पर माइक्रोचिप्स इतने स्थिर होंगे।”

वास्सो भी अध्ययन के नतीजों से काफी उत्साहित हैं. “हमारे निष्कर्ष दर्शाते हैं कि बेयर-डाई सिलिकॉन चिप्स, जब सावधानी से डिजाइन किए जाते हैं, तो महीनों तक शरीर में विश्वसनीय रूप से काम कर सकते हैं। दीर्घकालिक विश्वसनीयता चुनौतियों का समाधान करके, हम लघु तंत्रिका प्रत्यारोपण के लिए नए दरवाजे खोल रहे हैं और अगली पीढ़ी के बायोइलेक्ट्रॉनिक के विकास को आगे बढ़ा रहे हैं। नैदानिक ​​अनुप्रयोगों में उपकरण।”

वासो पीडीएमएस की सुरक्षात्मक भूमिका पर जोर देता है। “यह काम इम्प्लांटेबल इंटीग्रेटेड सर्किट को गिरावट से बचाने में सिलिकॉन एनकैप्सुलेशन की महत्वपूर्ण भूमिका को उजागर करता है। तंत्रिका प्रत्यारोपण के जीवनकाल को बढ़ाकर, हमारा अध्ययन मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस और चिकित्सा उपचारों के लिए अधिक टिकाऊ और प्रभावी प्रौद्योगिकियों के रास्ते खोलता है।” कांबिज़ पूरी तरह से वासो से सहमत हैं: “यह एक लंबी जांच थी, लेकिन उम्मीद है कि परिणाम कई लोगों के लिए उपयोगी होंगे।”