Медицинская Техника / Медицинская техника №4, 2024 / с. 1-3

Органический полупроводниковый имплантат для беспроводной стимуляции седалищного нерва крысы

Е.А. Юсуповская, А.Н. Коновалов, С.В. Селищев, Д.В. Телышев, А.Г. Марков

Аннотация

Имплантируемые клинические нейроэлектронные устройства ограничены ввиду отсутствия надежных, безопасных и минимально инвазивных методов беспроводной модуляции нервной ткани. В рассматриваемой работе мы решаем эту проблему, используя органические полупроводниковые структуры на манжете из полиимида для острой стимуляции периферических нервов путем преобразования проникающего в ткани глубокого красного света в электрические сигналы. Результаты работы подтверждают, что стимулирующие полупроводниковые устройства представляют собой высокопроизводительный и биосовместимый подход к беспроводной нейромодуляции с потенциальной возможностью применения в различных областях клинической биоэлектроники.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Елена Александровна Юсуповская, мл. научный сотрудник, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет),

Антон Николаевич Коновалов, канд. мед. наук, ст. научный сотрудник, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет), нейрохирург, Нейрохирургический центр им. Бурденко, г. Москва,

Сергей Васильевич Селищев, д-р физ.-мат. наук, профессор, директор, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

Дмитрий Викторович Телышев, д-р техн. наук, доцент, директор, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет), г. Москва, профессор, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

Александр Геннадьевич Марков, PhD, ведущий научный сотрудник, центр «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение», доцент, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинского университета им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет), г. Москва,

e-mail: markov_a_g@staff.sechenov.ru

Список литературы

1. Jastrzebska-Perfect P., Chowdhury S., Spyropoulos G. D., Zhao Z., Cea C., Gelinas J.N., Khodagholy D. Translational Neuroelectronics // Adv. Funct. Mater. 2020. Vol. 30. № 29.

2. Lozano A.M., Lipsman N., Bergman H., Brown P., Chabardes S., Chang J.W., Matthews K., McIntyre C.C., Schlaepfer T.E., Schulder M., Temel Y., Volkmann J., Krauss J.K. Deep Brain Stimulation: Current Challenges and Future Directions // Nat. Rev. Neurol. 2019. Vol. 15. № 3. PP. 148-160.

3. Chuang A.T., Margo C.E., Greenberg P.B. Retinal implants: A systematic review // Br. J. Ophthalmol. 2014. Vol. 98. № 7. PP. 852-856.

4. Johnson R.L., Wilson C.G. A review of vagus nerve stimulation as a therapeutic intervention // J. Inflamm. Res. 2018. Vol. 1. PP. 203-213.

5. Ben-Menachem E., Revesz D., Simon B.J., Silberstein S. Surgically implanted and non-invasive vagus nerve stimulation: A review of efficacy, safety and tolerability // Eur. J. Neurol. 2015. Vol. 22. PP. 1260-1268.

6. Caravaca A.S., Gallina A.L., Tarnawski L., Tracey K.J., Pavlov V.A., Levine Y.A., Olofsson P.S. An Effective Method for Acute Vagus Nerve Stimulation in Experimental Inflammation // Front. Neurosci. 2019. Vol. 13. P. 877.

7. Birmingham K., Gradinaru V., Anikeeva P., Grill W.M., Pikov V., McLaughlin B., Pasricha P., Weber D., Ludwig K., Famm K. Bioelectronic medicines: A research roadmap // Nat. Rev. Drug. Discov. 2014. Vol. 13. № 6. PP. 399-400.

8. Ledesma H.A., Li X., Carvalho-de-Souza J.L., Wei W., Bezanilla F., Tian B. An atlas of nano-enabled neural interfaces // Nat. Nanotechnol. 2019. Vol. 14. № 7. PP. 645-657.

9. Markov A., Gerasimenko A., Boromangnaeva A.-K., Shashova S., Iusupovskaia E., Kurilova U., Nikitina V., Suetina I., Mezentseva M., Savelyev M. et al. Multilayered organic semiconductors for high performance optoelectronic stimulation of cells // Nano Res. 2023. Vol. 16. PP. 5809-5816.

10. Markov A.G., Gerasimenko A.Y., Selishchev S.V. et al. Wireless Optoelectronic Neurostimulation of the Retina Using a Multilayer Organic Semiconductor Device // Biomed. Eng. 2023. Vol. 57. PP. 81-84.