Нервы на месте: ученые разрабатывают метод восстановления с помощью нанотехнологий

Исследователи разработали наноматериал, который способен не только стимулировать нервы у грызунов, но и соединять их обратно. Это открытие может привести к созданию вводимых в организм частиц, которые заменят крупные имплантаты.

Для создания частиц ученые из Университета Райса использовали два слоя металлического стекла под названием Metglas и поместили между ними пьезоэлектрический слой из титаната свинца и циркония. Материалы с пьезоэлектрическими свойствами вырабатывают электричество при воздействии механических сил. В данном случае изменение формы Metglas происходило при воздействии магнитных импульсов, что приводило к генерации электрического сигнала в пьезоэлектрическом материале. Такие материалы называют магнитоэлектрическими.

Главный автор исследования, докторант Университета Райса, Джошуа Чен, поделился: "Мы хотели создать такой наноматериал, что даже небольшое его количество внутри тела позволило бы стимулировать мозг или нервную систему. Магнитоэлектрические материалы, реагирующие на магнитные поля и преобразующие их в электрические, казались нам идеальными кандидатами для этой цели".

Ученые испытали материал на крысах и обнаружили, что он может не только стимулировать периферические нервы у грызунов под анестезией, но и восстанавливать функцию перерезанного наружного бедренного нерва. Кроме того, новый материал имеет высокую скорость передачи электрических сигналов, в 120 раз превышающую данный показатель, у разработанных ранее аналогов.

Джошуа Чен добавил: "Мы можем использовать этот метаматериал для восстановления прорванного нерва и быстрой передачи электрических сигналов. Данная концепция разработки материалов может быть применима и в других областях, например, в датчиках и электронной памяти".

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials .