Войти
Биоэлектроника - это область исследований в области конвергенции биология и электроника.
A рибосома - это биологическая машина, которая использует динамику белка при первом CEC Семинар в Брюсселе, ноябрь 1991 г., биоэлектроника была определена как «использование биологических материалов и биологических архитектур для систем обработки информации и новых устройств». Биоэлектроника, в частности биомолекулярная электроника, описывалась как «исследование и разработка биоиндуцированных (т. Е. Самосборных) неорганических и органических материалов и биоиндуцированных (т. Е. Массивного параллелизма) аппаратных архитектур для внедрения новых систем обработки информации., сенсоры и исполнительные механизмы, а также для молекулярного производства вплоть до атомного масштаба ». Национальный институт стандартов и технологий (NIST), агентство Министерства торговли США, определило биоэлектронику в отчете за 2009 год как «дисциплину, возникшую в результате конвергенции биологии и электроники».
Источники информации о Сфера деятельности включает Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) с его журналом Elsevier Biosensors and Bioelectronics, издаваемым с 1990 года. Журнал описывает сферу применения биоэлектроники как стремление «... использовать биологию в сочетании с электроникой в более широком контексте, охватывающем, например, биологические топливные элементы, бионика и биоматериалы для обработки информации, хранения информации, электронные компоненты и исполнительные механизмы. Ключевым аспектом является интерфейс между биологическими материалами и микро- и наноэлектроникой. "
Первое известное исследование биоэлектроники произошло в 18 веке, когда ученый Луиджи Гальвани приложил напряжение к паре оторванных лягушачьих лапок. Ноги двигались, что положило начало биоэлектронике. Электронные технологии применяются в биологии и медицине с момента изобретения кардиостимулятора, а также в индустрии медицинской визуализации. В 2009 году обзор публикаций с использованием этого термина в названии или аннотации показал, что центр активности находится в Европе (43%), за которой следуют Азия (23 процента) и США (20 процентов).
Органическая биоэлектроника - это применение органических электронных материалов в области биоэлектроники. Органические материалы (то есть содержащие углерод) очень многообещающие, когда дело доходит до взаимодействия с биологическими системами. Текущие приложения сосредоточены на нейробиологии и инфекциях.
Проводящие полимерные покрытия, органический электронный материал, демонстрируют значительное улучшение технологии материалов. Это была самая изощренная форма электростимуляции. Это улучшило импеданс электродов при электростимуляции, что привело к улучшению записи и уменьшению «вредных электрохимических побочных реакций». Органические электрохимические транзисторы (OECT) были изобретены в 1984 году Марком Райтоном и его коллегами, которые обладали способностью переносить ионы. Это улучшенное отношение сигнал / шум и обеспечивает низкий измеренный импеданс. Органический электронный ионный насос (OEIP), устройство, которое можно использовать для нацеливания на определенные части тела и органы, чтобы прикрепить лекарство, был создан Магнусом Берггреном.
Как один из немногих материалов, хорошо зарекомендовавших себя в технологии CMOS, Нитрид титана (TiN) оказался исключительно стабильным и хорошо подходящим для электродов в медицинских имплантатах.
Биоэлектроника используется для улучшения жизни людей с ограниченными возможностями и заболеваний. Например, глюкометр - это портативное устройство, которое позволяет пациентам с диабетом контролировать и измерять уровень сахара в крови. Электростимуляция используется для лечения пациентов с эпилепсией, хронической болью, болезнью Паркинсона, глухотой, эссенциальным тремором и слепотой. Магнус Берггрен и его коллеги создали вариант своего OEIP, первого биоэлектронного имплантируемого устройства, которое использовалось на живом свободном животном в терапевтических целях. Он передавал электрические токи в ГАМК, кислоту. Недостаток ГАМК в организме является фактором хронической боли. Затем ГАМК должным образом распределяется по поврежденным нервам, действуя как болеутоляющее. Стимуляция блуждающего нерва (VNS) используется для активации холинергического противовоспалительного пути (CAP) в блуждающем нерве, что приводит к уменьшению воспаления у пациентов с такими заболеваниями, как артрит. Поскольку пациенты с депрессией и эпилепсией более уязвимы для закрытой ВБ, VNS также может им помочь. В то же время не все системы, в которых используется электроника для улучшения жизни людей, обязательно являются биоэлектронными устройствами, а только те, которые включают в себя тесный и непосредственный интерфейс электроники и биологических систем.
Для улучшения стандартов и инструментов для мониторинга состояния клеток при субклеточном разрешении не хватает финансирования и занятости. Это проблема, потому что достижения в других областях науки начинают анализировать большие популяции клеток, что увеличивает потребность в устройстве, которое может контролировать клетки на таком уровне зрения. Клетки нельзя использовать для других целей, кроме их основной цели, например для обнаружения вредных веществ. Объединение этой науки с формами нанотехнологий может привести к невероятно точным методам обнаружения. Сохранение человеческих жизней, как и защита от биотерроризма, - это самая большая область работы, проводимой в области биоэлектроники. Правительства начинают требовать устройства и материалы, обнаруживающие химические и биологические угрозы. Чем больше уменьшаются размеры устройств, тем выше их производительность и возможности.
Словарь определения биоэлектроники в Wiktionary
