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バイオエレクトロニクス

脳を神経系に囲まれた電子チップとして描き、最先端の技術と生体との融合を表現した図

バイオエレクトロニクスは、診断や治療のために生物学とエレクトロニクスを統合した学際的な分野です。神経系の制御活動は、神経シグナル伝達の特定の分子プロセスに影響を与えるバイオエレクトロニクス技術を用いて、監視および制御することができます。バイオエレクトロニクス医学は、失明、心血管疾患、糖尿病、炎症性疾患、神経変性疾患、麻痺などの幅広い病気や障害を管理します。

バイオエレクトロニクスデバイスは、脳と身体機能の間の特定の電子通信信号を刺激、制御、さらには遮断することで機能し、個人に合わせた医療(個別化医療)を実現します。一般的なバイオエレクトロニクス機器には、心拍を調節する心臓ペースメーカーや、ヒトの運動を再現するロボット義肢などがあります。血糖値モニターなどのバイオセンサは、酵素、病原体、有害物質などを検出します。ウェアラブルなバイオエレクトロニクス機器は、バイタルサインのモニタリング、バイオマーカーの検出、皮膚エネルギーの採取などが可能です。最先端のバイオエレクトロニクスインプラントは、電線や電池を用いない電力供給が可能であり、侵襲性が低く、摂取可能であり、用途に応じて完全に再吸収されます。

材料設計とデバイス構成の革新により、バイオエレクトロニクスの感度と生体適合性が大幅に向上しています。カーボンナノチューブ、グラフェンなどの2次元ナノ材料、導電性ポリマー、金ナノ粒子、量子ドットなどのソフトで軽量かつ超薄材料は、その優れた導電性や柔軟性、極小サイズといった点から、バイオエレクトロニクスへの応用に適しています。

詳細は、Material Mattersのバイオエレクトロニクス特集号をご覧ください。


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