© Technische Universität München Elektronikproduktion | 25 juni 2018

Forskargrupp skriver ut sensorer på gummibjörnar

Mikroelektroder gör att elektriska signaler kan mätas direkt på hjärnan eller hjärtat. För sådana applikationer behövs emellertid mjuka material; och tryckning av elektroder på mjuka ytor har visat sig svårt och kan för närvarande endast genomföras med stor ansträngning.
Ett lag från Technical University of Munich (TU München) har nu lyckats trycka mikroelektroderna direkt på olika mjuka ytor. En av ytorna som forskarna använt sig av är gummibjörnar. De enheter som forskarna har lyckats trycka består av ett stort antal elektroder och kan mäta förändringar i spänning mellan insidan och utsidan av en cell. Dessa förändringar förekommer till exempel när nerver eller muskelceller är aktiva.

Att forskarna vid TU München och Forschungszentrum Jülich, ledda av Bernhard Wolfrum, valde just gummibjörnar är för att de har en egenskap viktig för användningen av mikroelektroduppsättningar på levande celler – de är mjuka. Uppsättningar av mikroelektroder har funnits länge. I sin ursprungliga form är de tillverkade av hårda material såsom kisel. Det resulterar i olika nackdelar när uppsättningarna kommer i kontakt med levande celler. I laboratorieförhållanden förändras formen av celler och om uppsättningarna implanteras kan de orsaka inflammation och påverka organens funktion.

Med elektroduppsättningar på mjuka material kan dessa problem undvikas, vilket är anledningen till att de studeras intensivt. Hittills används traditionella metoder som är relativt tidskrävande och är beroende av dyr laboratorieutrustning.

– Om du skriver ut elektroderna istället kan du producera en prototyp relativt snabbt och billigt och omarbeta det lika enkelt. Sådan" snabb prototyping" möjliggör helt nya sätt att arbeta, säger Bernhard Wolfrum, professor i neuroelektronik vid TU München, i ett pressmeddelande.

Bernhard Wolfrum och hans team använder en högteknologisk version av en bläckstråleskrivare. Elektroderna skrivs ut med kolhaltig vätska. För att se till att sensorerna inte spelar in oönskade signaler appliceras ett neutralt skyddsskikt för att täcka kolspåren.

Teamet kunde bevisa att sensorerna ger tillförlitliga datavärden genom att experimentera med cellkulturer. Med en genomsnittlig bredd på 30 mikron tillåter de också mätningar på ett enda eller bara några celler

– Svårigheten är att finjustera alla komponenter - både skrivarens tekniska inställningar och bläckets sammansättning. För PDMS (polydimetylsiloxan, reds. anm.) till exempel, var vi tvungna att tillgripa en förbehandling som vi utvecklade för att alls kunna hålla bläcket på ytan, säger Nouran Adly, huvudförfattare till studien.

Kommentarer

Vänligen notera följande: Kritiska kommentarer är tillåtna och till och med uppmuntrade. Diskussioner är välkomna. Verbala övergrepp, förolämpningar, rasistiska och homofobiska kommentarer är inte tillåtna och sådana inlägg kommer att raderas.
Visa fler nyheter
2018-07-18 17:55 V10.0.0-1