Bioelectronică

Bioelectronica este o ramură a electronicii precum și a bioingineriei care se ocupă de aplicarea electronicii în domeniul fiziologiei și biologiei. Se aplică de exemplu la unele aparate medicale. Este o disciplină relativ recent constituită la interfața dintre electronică, fiziologie, bioelectrochimie și inginerie biochimică.

Definiție

La primul C.E.C. Workshop (Bruxelles, noiembrie 1991) bioelectronica a fost definită ca „utilizarea materialelor biologice pentru sistemele de procesare a informațiilor și noile dispozitive”. Bioelectronica, în special electronica bio-moleculară, a fost descrisă drept „cercetarea și dezvoltarea materialelor anorganice și organice inspirate de bio (de exemplu, auto-asamblare) și construcții hardware de inspirație biologică (adică paralelism masiv) pentru implementarea noilor sisteme de procesare a informațiilor și pentru fabricarea moleculară până la scara atomică”.^[1]

Istoric

Tehnologia electronică a fost aplicată biologiei și medicinii de la inventarea stimulatorului cardiac și a industriei imagistice medicale. În 2009, un sondaj al publicațiilor care utilizează termenul a sugerat că centrul de activitate era în Europa (43%), urmat de Asia (23%) și de Statele Unite (20%).^[2]

Materiale

Bioelectronica este aplicarea de materiale electronice în domeniul bioelectronicii. Materialele organice (adică conținând carbon) prezintă o mare promisiune atunci când vine vorba de interfața cu sistemele biologice.^[3] Aplicațiile actuale se concentrează în jurul neuroștiinței^[4]^[5] și infecției.^[6]^[7]

Fiind unul dintre puținele materiale bine stabilite în tehnologia CMOS, nitrura de titan (TiN) s-a dovedit a fi extrem de stabilă și foarte potrivită pentru aplicațiile electrodului în implanturile medicale.^[8]^[9]

Note

^ Nicolini, C (1995). „From neural chip and engineered biomolecules to bioelectronic devices: an overview”. Biosens Bioelectron. 10 (1–2): 105–27. doi:10.1016/0956-5663(95)96799-5. PMID 7734117.
^ „A Framework for Bioelectronics: Discovery and Innovation” (PDF). National Institute of Standards and Technology. februarie 2009. p. 42.
^ Owens, Róisín; Kjall, Peter; Richter-Dahlfors, Agneta; Cicoira, Fabio (septembrie 2013). „Organic bioelectronics — Novel applications in biomedicine”. Biochimica et Biophysica Acta. 1830 (9): 4283–4285. doi:10.1016/j.bbagen.2013.04.025. PMID 23623969. Accesat în 17 februarie 2016.
^ Simon, Daniel; Larsson, Karin; Nilsson, David; Burström, Gustav; Galter, Dagmar; Berggren, Magnus; Richter-Dahlfors, Agneta (15 septembrie 2015). „An organic electronic biomimetic neuron enables auto-regulated neuromodulation”. Biosensors and Bioelectronics. 71: 359–64. doi:10.1016/j.bios.2015.04.058. PMID 25932795. Accesat în 17 februarie 2016.
^ Jonsson, Amanda; Song, Zhiyang; Nilsson, David; Meyerson, Björn; Simon,, Daniel; Linderoth, Bengt; Berggren, Magnus (mai 2015). „Therapy using implanted organic bioelectronics”. Sci. Adv. 1: e1500039. doi:10.1126/sciadv.1500039. PMC 4640645  . PMID 26601181.
^ Löffler, Susanne; Libberton, Ben; Richter-Dahlfors, Agneta. „Organic bioelectronics in infection”. Journal of Materials Chemistry B. 3: 4979–4992. doi:10.1039/C5TB00382B. Accesat în 17 februarie 2016.
^ Löffler, Susanne; Libberton, Ben; Richter-Dahlfors, Agneta (noiembrie 2015). „Organic Bioelectronic Tools for Biomedical Applications”. Electronics. 4 (4): 879–908. doi:10.3390/electronics4040879. Accesat în 17 februarie 2016.
^ H. Hämmerle; K. Kobuch; K. Kohler; W. Nisch; H. Sachs; M. Stelzle (2002). „Biostability of micro-photodiode arrays for subretinal implantation”. Biomat. 23: 797–804. doi:10.1016/S0142-9612(01)00185-5.
^ M. Birkholz; K.-E. Ehwald; D. Wolansky; I. Costina; C. Baristyran-Kaynak; M. Fröhlich; H. Beyer; A. Kapp; F. Lisdat (2010). „Corrosion-resistant metal layers from a CMOS process for bioelectronic applications” (PDF). Surf. Coat. Technol. 204 (12–13): 2055–2059. doi:10.1016/j.surfcoat.2009.09.075.

Bibliografie

A. Policec, T.D. Gligor, Gh. Ciocloda Electronica medicală Editura Dacia, 1983
A. Policec T.D. Gligor, O. Bartoș, V. Goian Aparate electronice medicale, Editura Dacia, 1988
R. Negoescu Initiere în electronica medicală. Biolectricitate. Măsurări biofizice Editura Tehnică, 1985
R. Negoescu Instrumentația electronică biomedicală-Initiere Editura Tehnică, 1985
C. Zaciu Metode electronice de masurare in neurobiofizica celulara Editura Dacia, 1983
R. Strungaru Electronica medicala Editura Didactica si Pedagogica 1982
V. Vasilescu, D. G. Mărgineanu Introducere în neurobiofizică Editura Științifică și Enciclopedică, 1979

Vezi și

Legături externe

[1] Nicolini, C (1995). „From neural chip and engineered biomolecules to bioelectronic devices: an overview”. Biosens Bioelectron. 10 (1–2): 105–27. doi:10.1016/0956-5663(95)96799-5. PMID 7734117.

[nist-2] „A Framework for Bioelectronics: Discovery and Innovation” (PDF). National Institute of Standards and Technology. februarie 2009. p. 42.

[3] Owens, Róisín; Kjall, Peter; Richter-Dahlfors, Agneta; Cicoira, Fabio (septembrie 2013). „Organic bioelectronics — Novel applications in biomedicine”. Biochimica et Biophysica Acta. 1830 (9): 4283–4285. doi:10.1016/j.bbagen.2013.04.025. PMID 23623969. Accesat în 17 februarie 2016.

[4] Simon, Daniel; Larsson, Karin; Nilsson, David; Burström, Gustav; Galter, Dagmar; Berggren, Magnus; Richter-Dahlfors, Agneta (15 septembrie 2015). „An organic electronic biomimetic neuron enables auto-regulated neuromodulation”. Biosensors and Bioelectronics. 71: 359–64. doi:10.1016/j.bios.2015.04.058. PMID 25932795. Accesat în 17 februarie 2016.

[5] Jonsson, Amanda; Song, Zhiyang; Nilsson, David; Meyerson, Björn; Simon,, Daniel; Linderoth, Bengt; Berggren, Magnus (mai 2015). „Therapy using implanted organic bioelectronics”. Sci. Adv. 1: e1500039. doi:10.1126/sciadv.1500039. PMC 4640645  . PMID 26601181.

[6] Löffler, Susanne; Libberton, Ben; Richter-Dahlfors, Agneta. „Organic bioelectronics in infection”. Journal of Materials Chemistry B. 3: 4979–4992. doi:10.1039/C5TB00382B. Accesat în 17 februarie 2016.

[7] Löffler, Susanne; Libberton, Ben; Richter-Dahlfors, Agneta (noiembrie 2015). „Organic Bioelectronic Tools for Biomedical Applications”. Electronics. 4 (4): 879–908. doi:10.3390/electronics4040879. Accesat în 17 februarie 2016.

[Haemmerle2002-8] H. Hämmerle; K. Kobuch; K. Kohler; W. Nisch; H. Sachs; M. Stelzle (2002). „Biostability of micro-photodiode arrays for subretinal implantation”. Biomat. 23: 797–804. doi:10.1016/S0142-9612(01)00185-5.

[SCT2010-9] M. Birkholz; K.-E. Ehwald; D. Wolansky; I. Costina; C. Baristyran-Kaynak; M. Fröhlich; H. Beyer; A. Kapp; F. Lisdat (2010). „Corrosion-resistant metal layers from a CMOS process for bioelectronic applications” (PDF). Surf. Coat. Technol. 204 (12–13): 2055–2059. doi:10.1016/j.surfcoat.2009.09.075.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]