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Bioélectronique

Cerveau présenté sous la forme d'une puce électronique entourée d'un réseau de neurones, illustrant l'association entre une technologie de pointe et des bio-organismes.

La bioélectronique est un domaine multidisciplinaire, intégrant la biologie et l'électronique, qui permet de poser des diagnostics et d'administrer des traitements thérapeutiques. Les activités de régulation du système nerveux peuvent être surveillées et régulées par des technologies bioélectroniques qui affectent des processus moléculaires particuliers de la signalisation neuronale. La médecine bioélectronique permet de traiter un large éventail de maladies et de handicaps comme la cécité, les maladies cardiovasculaires, le diabète, les maladies inflammatoires et neurodégénératives, et la paralysie.  

Les dispositifs bioélectroniques fonctionnent en stimulant, en régulant, voire même en bloquant des signaux de communication électroniques spécifiques entre le cerveau et les fonctions corporelles, pour un traitement médical personnalisé. Parmi les dispositifs bioélectroniques courants, on peut citer les stimulateurs cardiaques (pacemakers), qui modulent le rythme cardiaque et les prothèses robotiques, qui imitent les mouvements humains. Les biocapteurs, tels que les glycomètres, permettent de détecter des enzymes, des pathogènes ou des substances toxiques. Les dispositifs bioélectroniques à porter sur soi, quant à eux, sont capables de surveiller les signes vitaux, de détecter des biomarqueurs, ou de récolter de l'énergie épidermique. Les implants bioélectroniques de pointe peuvent être alimentés sans fils ni batteries, sont mini-invasifs, peuvent être ingérés et sont complètement résorbables en fonction de l'application.  


Articles techniques apparentés

  • Spintronics, short for spin-based electronics, sometimes called magnetoelectronics, is the term given to microelectronic devices that function by exploiting the spin of electrons.
  • The emerging field of printed electronics requires a suite of functional materials for applications including flexible and large-area displays, radio frequency identification tags, portable energy harvesting and storage, biomedical and environmental sensor arrays,5,6 and logic circuits.
  • 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.
  • The application of conducting polymers at the interface with biology is an exciting new trend in organic electronics research.
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Protocoles apparentés

  • L'électronique organique utilise des conducteurs et des semiconducteurs organiques pour les applications du type cellules photovoltaïques organiques, diodes électroluminescentes organiques (OLED) et transistors à effet de champ organiques (OFET).
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Les innovations relatives à la conception des matériaux et à la configuration des dispositifs ont permis d'améliorer grandement la sensibilité et la biocompatibilité de la bioélectronique. Les matériaux souples, légers et ultra-fins comme les nanotubes de carbone, le graphène et autres nanomatériaux 2D, les polymères conducteurs, les nanoparticules d'or et les points quantiques conviennent parfaitement aux applications de bioélectronique, en raison de leur conductivité et de leur flexibilité excellentes, et de leur taille miniature.

Pour de plus amples informations, lisez notre numéro de Material Matters™ dédié à la bioélectronique.




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