Flexible Mxtroden ermöglichen eine groß angelegte hochauflösende

Netzwerke beim Menschen

Eine Gruppe von Forschern der University of Pennsylvania, der Drexel University, des Corporal Michael J. Crescenz VA Medical Center und des St. Jude Children's Research Hospital hat in der Zeitschrift Science Translational Medicine unter dem Titel "MXene-infused bioelectronic interfaces for multiscale electrophysiology and stimulation" eine flexible MXene-Elektrode zur Aufzeichnung der Hirnaktivität, Elektromyographie zur Messung der Muskelaktivierung, Elektrokardiographie zur Überwachung der Herzaktivität und Elektrookulographie zur Abbildung der Augenbewegung veröffentlicht.

"Weiche bioelektronische Schnittstellen zur Kartierung und Modulation erregbarer Netzwerke mit hoher Auflösung und in großem Maßstab können paradigmenverändernde Diagnose-, Überwachungs- und Behandlungsstrategien ermöglichen. Die derzeitigen Technologien beruhen jedoch weitgehend auf Materialien und Fertigungsverfahren, die teuer sind, sich nicht skalieren lassen und die maximal erreichbare Auflösung und Abdeckung stark einschränken. Die Verarbeitung von Lösungen ist eine kosteneffiziente Herstellungsalternative, aber es fehlt an biokompatiblen leitfähigen Tinten, die die Leistung herkömmlicher Metalle erreichen. Hier stellen wir MXtrodes vor, eine Klasse weicher, hochauflösender, großflächiger bioelektronischer Schnittstellen, die durch Ti3C2 MXen (ein zweidimensionales Übergangsmetallkarbid-Nanomaterial) und eine skalierbare Lösungsbearbeitung ermöglicht werden. Wir zeigen, dass die elektrochemischen Eigenschaften von MXtrodes die herkömmlicher Materialien übertreffen und bei der Verwendung in der epidermalen Elektronik keine leitfähigen Gele erfordern. Darüber hinaus validieren wir MXtrodes in Anwendungen, die von der Kartierung großer neuromuskulärer Netzwerke beim Menschen bis hin zu kortikalen neuralen Aufzeichnungen und Mikrostimulationen in Schweinen und Nagetiermodellen reichen."

"Die Elektroden wurden in planarer oder dreidimensionaler Form hergestellt und auf die Haut von Freiwilligen aufgebracht, um sie für die Elektroenzephalographie zur Aufzeichnung der Hirnaktivität, die Elektromyographie zur Messung der Muskelaktivierung, die Elektrokardiographie zur Überwachung der Herzaktivität und die Elektrookulographie zur Aufzeichnung der Augenbewegungen zu verwenden. Die Elektrodenarrays konnten auch in Schweinen und Ratten zur intraoperativen Überwachung und Stimulation des Gehirns implantiert werden und erwiesen sich als kompatibel mit der Magnetresonanz- und Computertomographie-Bildgebung. Diese flexiblen Schnittstellen haben einen potenziellen klinischen Nutzen für die multiskalige epidermale Sensorik und Neuromodulation." [This is automatically translated from English]