Eletrônica

Neurônios são controlados eletronicamente com transístor iônico

Neurônios são controlados eletronicamente com transístor iônico
Os cientistas criaram um transístor de plástico capaz de transportar íons e biomoléculas carregadas eletricamente e, portanto, controlar o funcionamento das células.[Imagem: Tybrandt et al./Pnas]

Um passo importante rumo ao controle externo de células vivas com a ajuda de equipamentos eletrônicos foi dado por pesquisadores da Universidade de Linköping e do Instituto Karolinska, ambos na Suécia.

Os cientistas criaram um transístor de plástico capaz de transportar íons e biomoléculas carregadas eletricamente e, portanto, controlar o funcionamento das células.

"Neurônio dos computadores"

O transístor é o componente principal de todos os equipamentos eletrônicos, às vezes chamado de "neurônio dos computadores". Esses comportamentos são feitos de silício e outros elementos semicondutores, todos inorgânicos.

O novo transístor é feito de plástico - como contém carbono em sua composição, ele compõe o espectro da chamada Eletrônica Orgânica, o que permite que ele seja conectado diretamente às células vivas.

Contudo, não se trata de um transístor orgânico comum: em vez de lidar com cargas elétricas, a invenção dos pesquisadores suecos é capaz de controlar sinais químicos.

Membranas iônicas

Os cientistas testaram seu transístor orgânico controlando células nervosas cultivadas em laboratório, o chamado experimento in vitro.

Para concentrar e transportar os íons, com vistas a controlar células vivas, até agora os cientistas vinham utilizando nanocanais e nanoporos, canais e poros submicroscópicos, feitas em membranas.

Mas essas nanoestruturas são difíceis de fabricar e, além disso, não funcionam bem quando o teor de sal é elevado, o que é uma pré-condição na interação com sistemas biológicos.

"Para contornar esse problema, nós exploramos a semelhança entre as membranas íon-seletivas - plásticos que somente transportam íons ou positivos ou negativos - e as dopamos com semicondutores, como o silício. Já se sabia que é possível produzir diodos com essas membranas. Fomos um passo adiante, juntando dois diodos de íons para formar um transistor," explica Klas Tybrandt, especialistas em eletrônica orgânica.

Neurônios são controlados eletronicamente com transístor iônico
Os cientistas criaram um transístor de plástico capaz de transportar íons e biomoléculas carregadas eletricamente e, portanto, controlar o funcionamento das células. [Imagem: Tybrandt et al./Pnas]

Transístor iônico

Quando o transístor iônico foi conectado às células nervosas cultivadas, ele permitiu o controle do fornecimento da substância sinalizadora acetilcolina para as células.

O resultado demonstrou tanto que o transístor orgânico funciona conectado aos sistemas biológicos, quanto a sua capacidade de transportar sem dificuldades mesmo biomoléculas eletricamente carregadas muito pequenas.

"Como o transístor iônico é feito de plástico, ele pode ser integrado com outros componentes que estamos desenvolvendo. Isto significa que poderemos usar processo de impressão de baixo custo sobre materiais flexíveis. Acreditamos que os transistores iônicos desempenharão um papel importante em várias aplicações, como a liberação controlada de medicamentos, biochips e sensores" diz Magnus Berggren, coautor da pesquisa.

Bibliografia:

Ion bipolar junction transistors
Klas Tybrandt, Karin C. Larsson, Agneta Richter-Dahlfors, Magnus Berggren
Proceedings of the National Academy of Sciences
May 17, 2010
Vol.: Published online before print
DOI: 10.1073/pnas.0913911107




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