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Électronique organique à micro-échelle pour une utilisation en bioélectronique via des imprimantes 3D multiphotoniques


En regardant l’avenir de la production d’électronique organique à micro-échelle, Mohammad Reza Abidian – professeur agrégé de génie biomédical à l’Université de Houston Cullen Faculty of Engineering – voit leur potentiel d’utilisation dans l’électronique flexible et la bioélectronique.

Le dernier article de son groupe de recherche study la possibilité de cette technologie. Biosensors, and Bioelectronics” a été publié en ligne dans Sophisticated Supplies.

Au cours des dernières années. Parmi les technologies de microfabrication 3D. polymères/.

“Dans cet write-up. a déclaré Abidian.

Ils ont montré que le procédé de fabrication pouvait être réalisé sur du verre et un substrat souple poly(diméthylsilosane). Ils ont démontré qu’une cost aussi faible que, 5 % en poids d’OS dans la résine augmentait remarquablement la conductivité électrique du polymère composite semi-conducteur organique imprimé sur 10 ordres de grandeur.

“L’excellente conductivité électrique peut être attribuée à la présence d’OS dans les chaînes polymères réticulées, fournissant à la fois des voies de conduction ionique et électronique le lengthy des chaînes polymères”, a déclaré Abidian.

Pour démontrer les purposes électroniques potentielles basées sur la résine composite OS, son équipe a fabriqué divers dispositifs microélectroniques, y compris une carte de circuit imprimé micro, qui comprend divers éléments électriques, et un réseau de microcondensateurs.

La bio-perception tridimensionnelle de microdispositifs semi-conducteurs organiques basés sur MPL a un potentiel dans les purposes biomédicales, notamment l’ingénierie tissulaire, la bioélectronique et les biocapteurs. L’équipe d’Abidian a incorporé avec succès des molécules bioactives telles que la laminine et la glucose oxydase dans les microstructures composites OS (OSCM). Pour confirmer que la bioactivité de la laminine a été conservée tout au lengthy du processus MPL, des cellules endothéliales primaires de souris ont été cultivées sur des microstructures composites OS. Les cellules ensemencées sur des OSCM incorporés à la laminine ont montré des signes d’adhérence au substrat, de prolifération et de survie améliorée.

“Nous avons également évalué la biocompatibilité des constructions composites OS en cultivant des lymphocytes, à savoir des cellules T et des cellules B spléniques, sur les surfaces fabriquées et en les comparant à des surfaces témoins. Après sept jours de tradition, les polymères composites OS n’ont pas induit de mortalité cellulaire. avec une viabilité cellulaire d’environ 94 % par rapport aux surfaces de contrôle”, a déclaré Abidian. “De moreover, l’effet potentiel des polymères composites OS sur l’activation cellulaire a également été étudié. Après sept jours de tradition, il n’y avait pas de différence significative dans l’expression des marqueurs d’activation sur les lymphocytes entre les constructions composites OS et les surfaces de contrôle.”

Enfin, Abidian a proposé une méthode sans masque basée sur MPL pour la fabrication de bioélectronique et de biocapteurs. Ils ont fabriqué un biocapteur de glucose similaire aux électrodes neurales de type Michigan. La glucose oxydase, une enzyme de reconnaissance spécifique du glucose, a été encapsulée dans les microélectrodes composites OS solidifiées via le procédé MPL. Le biocapteur offrait une plate-forme de détection de glucose très practical avec une sensibilité près de 10 fois supérieure à celle des biocapteurs de glucose précédents. De as well as, ce biocapteur présentait une excellente spécificité et une reproductibilité élevée.

« Nous prévoyons que les résines composites OS compatibles MPL présentées ouvriront la voie à la manufacturing de microstructures souples, bioactives et conductrices pour diverses applications dans les domaines émergents de la bioélectronique flexible, des biocapteurs, de la nanoélectronique, des organes sur puces et des cellules immunitaires. thérapeutiques. » Abidian a dit

Les co-auteurs de l’article incluent les anciens étudiants diplômés Omid Dadras-Toussi et Milad Khorrami et le chercheur postdoctoral Anto Sam Crosslee Louis Sam Titus. Abidian a salué le travail de ses étudiants sur cette recherche et a noté que Dadras-Toussi commencerait ce mois-ci un nouvel emploi chez Medtronic, une société du S&P 100 avec un chiffre d’affaires annuel de 30 milliards de dollars.

Sheereen Majd, professeur agrégé de génie biomédical, et Chandra Mohan, Hugh Roy et Lillie Cranz Cullen Endowed Professor of Biomedical Engineering au UH Cullen University of Engineering sont également co-auteurs. Abidian a déclaré que ses collègues étaient des collaborateurs importants pour la recherche.