União da eletrônica com a biologica: Células vivas cultivadas em transistores

 

Transístor macio

Pesquisadores venceram um desafio de longa data para a bioeletrônica e a eletrônica orgânica, que vinha impedindo o avanço das conexões entre o biológico e o tecnológico.

Dingyao Liu e colegas da Universidade de Hong Kong criaram transistores 3D macios, feitos de materiais que permitem uma conexão mais robusta com os tecidos biológicos.

Os transistores tradicionais à base de silício, que são os blocos fundamentais da eletrônica moderna, são rígidos e tipicamente bidimensionais, o que dificulta sua integração com sistemas vivos, que são macios e tridimensionais. Por isso tem havido um grande esforço para projetar e fabricar transistores macios e tridimensionais, que sejam capazes de imitar tanto o comportamento quanto a estrutura das células vivas.

Neste caso, a equipe se concentrou diretamente na reprodução do comportamento dos neurônios no cérebro humano.



Foram necessários cinco anos de trabalho, mas a equipe finalmente conseguiu desenvolver os primeiros transistores 3D flexíveis do mundo.


Da eletrônica rígida 2D à eletrônica flexível 3D: Aumentando a dimensionalidade dos transistores com semicondutores de hidrogel 3D.
[Imagem: Dingyao Liu et al. - 10.1126/science.adx4514]




Semicondutor de hidrogel

Em lugar do silício ou outros equivalentes inorgânicos, a equipe usou um tipo especial de semicondutor, conhecido como semicondutor de hidrogel.

Ao contrário dos semicondutores convencionais, esses semicondutores de hidrogel são macios, biocompatíveis e sintetizados em água por meio de um processo de automontagem 3D. Eles possuem propriedades semelhantes às dos tecidos vivos e apresentam uma espessura recorde que os torna capazes de abrigar células vivas.

Esses componentes inovadores representam um grande avanço na fusão da eletrônica com a biologia, abrindo possibilidades não apenas para o futuro da bioeletrônica, mas também com potencial para impulsionar pesquisas de ponta em eletrônica biohíbrida, neurociência, tecnologia da saúde e pesquisas médicas.

Saúde

"Este é apenas o começo de uma nova era da bioeletrônica. Com otimizações adicionais, esses biochips 3D com consistência de gelatina podem revolucionar a saúde, a educação e até mesmo o cotidiano. Aguardamos ansiosamente o lançamento de regulamentações que orientem o desenvolvimento dessas tecnologias inovadoras para uso médico," disse o professor Shiming Zhang, coordenador da equipe.


Fonte: Criados transistores 3D macios, capazes de abrigar células vivas
Checagem com artigo científico:

Artigo: Increasing the dimensionality of transistors with hydrogels
Autores: Dingyao Liu, Jing Bai, Xinyu Tian, Yan Wang, Binbin Cui, Shilei Dai, Wensheng Lin, Zhuowen Shen, Chun Kit Lai, George G. Malliaras, Shiming Zhang
Publicação: Science
Vol.: 390, Issue 6775 pp. 824-830
DOI: 10.1126/science.adx4514