Des chercheurs du MIT ont développé une électrode sans métal utilisant des polymères conducteurs. L’électrode est suffisamment flexible et solide pour une implantation à long terme dans le corps. L’appareil est conçu comme un remplacement avancé des électrodes métalliques rigides qui peuvent causer des lésions tissulaires et des cicatrices à long terme, entraînant une défaillance de l’appareil. La nouvelle technologie a nécessité un peu de raffinement pour obtenir les bonnes propriétés de flexibilité, de résistance et de conductivité électrique. Le matériau de l’électrode peut être imprimé à l’aide d’une imprimante 3D, ce qui signifie que les chercheurs peuvent facilement créer une vaste gamme de géométries et de formes complexes pour répondre aux besoins d’une grande variété de technologies médicales.
Les technologies implantables progressent pour se comporter et se sentir davantage comme des tissus humains, par rapport aux dispositifs mécaniques rigides. Cela présente de nombreux avantages – les implants flexibles sont moins susceptibles de causer des dommages aux tissus mous et sont également moins susceptibles de provoquer des cicatrices et de l’inflammation. La réponse du corps étranger et le tissu cicatriciel peuvent entraîner l’échec de l’implant, et si des dispositifs implantables à long terme doivent émerger, il sera nécessaire de développer des électrodes haut de gamme qui leur permettent d’interagir avec les tissus pendant de nombreuses années.
Cette dernière technologie est un pas dans la bonne direction. Il s’agit d’une électrode entièrement sans métal, fabriquée à partir de polymères conducteurs. « Ce matériau fonctionne de la même manière que les électrodes métalliques mais est fabriqué à partir de gels similaires à notre corps et avec une teneur en eau similaire », a déclaré Hyunwoo Yuk, un chercheur impliqué dans l’étude. « C’est comme un tissu ou un nerf artificiel. »
L’électrode était difficile à créer, car les polymères sont généralement isolants plutôt que conducteurs. Bien que des polymères conducteurs aient été identifiés, les transformer en une électrode flexible de type gel n’a pas été une tâche facile et a obligé les chercheurs à équilibrer les propriétés conductrices avec les limitations mécaniques.
« Dans les matériaux en gel, les propriétés électriques et mécaniques se combattent toujours », a déclaré Yuk. « Si vous améliorez les propriétés électriques d’un gel, vous devez sacrifier les propriétés mécaniques, et vice versa. Mais en réalité, nous avons besoin des deux : un matériau doit être conducteur, mais aussi extensible et robuste. C’était le véritable défi et la raison pour laquelle les gens ne pouvaient pas transformer les polymères conducteurs en dispositifs fiables entièrement fabriqués à partir de gel.
Leur solution était de combiner des polymères conducteurs avec d’autres composants d’hydrogel qui peuvent fournir les propriétés mécaniques requises. La clé pour y parvenir était d’induire une séparation de phase, où les matériaux se repoussent légèrement.
« Imaginez que nous fabriquons des spaghettis électriques et mécaniques », a déclaré Xuanhe Zhao, un autre chercheur impliqué dans l’étude. « Le spaghetti électrique est le polymère conducteur, qui peut maintenant transmettre l’électricité à travers le matériau car il est continu. Et les spaghettis mécaniques sont l’hydrogel, qui peut transmettre des forces mécaniques et être dur et extensible car il est également continu.
Étudier dans la revue Matériaux naturels: Hydrogel polymère conducteur haute performance imprimable en 3D pour interfaces bioélectroniques tout hydrogel
Via : MIT
