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Bioelektronik

Gehirn dargestellt als elektronischer Chip, der von einem neuronalen System umgeben ist, um die Kombination aus modernster Technologie und Bioorganismen zu veranschaulichen.

Die Bioelektronik ist ein multidisziplinäres Fachgebiet, das Biologie und Elektronik miteinander kombiniert, um Diagnose- und Therapiemöglichkeiten für die Gesundheitsversorgung zu schaffen. Die regulatorischen Aktivitäten des Nervensystems können mit bioelektronischen Technologien überwacht und gesteuert werden, die bestimmte molekulare Prozesse der neuronalen Signalübertragung beeinflussen. In der bioelektronischen Medizin wird ein breites Spektrum von Krankheiten und Behinderungen wie Blindheit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes, entzündliche und neurodegenerative Erkrankungen sowie Lähmungen behandelt.  

Die Funktionsweise bioelektronischer Geräte besteht darin, bestimmte elektrische Kommunikationssignale zwischen dem Gehirn und den Körperfunktionen anzuregen, zu regulieren oder sogar zu blockieren, um eine personalisierte medizinische Behandlung zu ermöglichen. Zu den gängigen bioelektronischen Geräten gehören Herzschrittmacher zur Modulation der Herzfrequenz sowie robotische Prothesen, die menschliche Bewegungen nachahmen. Mit Biosensoren, wie z. B. Blutzuckermessgeräten, werden Enzyme, Krankheitserreger oder toxische Substanzen nachgewiesen. Bioelektronische Geräte, die am Körper getragen werden können, sind in der Lage, Lebenszeichen zu überwachen, Biomarker zu erkennen oder die epidermale Energie zu nutzen. Moderne bioelektronische Implantate können ohne Kabel oder Batterien mit Strom versorgt werden und sind je nach Anwendung minimalinvasiv, einnehmbar und vollständig resorbierbar.  


Zugehörige technische Artikel

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  • Professor Aran (Claremont University, USA) thoroughly discusses the engineering of graphene based materials through careful functionalization of graphene oxide, a solution processable form of graphene.
  • Professor Ebrahimi and Professor Robinson (Pennsylvania State University, USA) summarize recent advances in the synthesis of these 2D materials, resulting material properties, and related applications in biosensing of neurotransmitters, metabolites, proteins, nucleic acids, bacterial cells, and heavy metals.
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Zugehörige Protokolle

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Innovationen im Materialdesign und in den Gerätekonfigurationen haben die Empfindlichkeit und Bioverträglichkeit in der Bioelektronik erheblich verbessert. Weiche, leichte und ultradünne Materialien wie Kohlenstoffnanoröhrchen, Graphen und andere 2D-Nanomaterialien, leitfähige Polymere, Goldnanopartikel und Quantenpunkte sind aufgrund ihrer hervorragenden Leitfähigkeit, Flexibilität und Miniaturgröße gut für bioelektronische Anwendungen geeignet.

Weitere Informationen finden Sie in unserer Publikation Material Matters, die sich mit dem Thema Bioelektronik befasst.




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