Istraživački tim koji je predvodio Jang Kiung-in, profesor koji je povezan sa Odsekom za robotiku i mehatroniku na DGIST-u, razvio je uređaj za merenje dopamina koji može precizno analizirati koncentraciju dopamina u realnom vremenu dok minimizira oštećenje mozga.
Pošto uređaj omogućava precizna merenja dopamina u realnom vremenu korišćenjem samo jedne fleksibilne sonde za implantaciju u mozak, očekuje se da će se koristiti kao osnovna tehnologija za razvoj prilagođenih sondi za pacijente sa degenerativnim bolestima mozga. Nalazi su objavljeni u časopisu Napredni funkcionalni materijali.
Dopamin je ključni neurotransmiter koji je široko rasprostranjen u centralnom nervnom sistemu i povezan je sa funkcijama mozga, kao što su motivacija, pamćenje i nagrada. Kada je koncentracija dopamina u mozgu abnormalno visoka ili niska, to može izazvati degenerativne bolesti mozga. Iz tog razloga je važno meriti koncentracije dopamina u mozgu pacijenata koji pate od ovih bolesti.
Postojeće sonde za implantaciju u mozak imaju čvrstu strukturu koja je neprikladna za meko moždano tkivo, a za merenje dopamina su potrebne najmanje dve sonde. Zbog ovih problema, postojeće sonde za implantaciju u mozak mogu izazvati oštećenje ili upalu moždanog tkiva, remeteći sposobnost doslednog i preciznog merenja nivoa dopamina.
Istraživači su predložili tehnologije za razvoj sondi za implantaciju u mozak zasnovane na fleksibilnim uređajima; međutim, ove tehnologije i dalje zahtevaju ili velike sonde ili umetanje više sondi, što može dovesti do značajnog oštećenja mozga.
Da bi prevazišao ograničenja postojećih sondi, istraživački tim prof. Janga je razvio tehnologiju koja olakšava merenje dopamina bezbednim i stabilnim ubacivanjem samo jedne fleksibilne, dugotrajne sonde. Predložena sonda ima dvostranu strukturu, sa radnom i referentnom elektrodom postavljenom na jednoj strani i kontraelektrodom postavljenom na drugoj strani. Na osnovu ove strukture, predložena sonda obezbeđuje merljivu površinu približno dvostruko veću od postojećih sondi (zasnovane na jednoj površinskoj strukturi) uz zadržavanje iste površine umetanja.
Pored toga, specifična površina predložene sonde je značajno proširena implementacijom složene trodimenzionalne strukture nanošipka na bazi cink oksida (ZnO) u radnoj elektrodi. Stoga se predložena tehnologija smatra novim dopaminskim senzorom zasnovanim na sondi koji minimizira oštećenje moždanog tkiva i maksimizira funkcije sonde.
Kada se elektrode nalaze na obe strane sonde, rastojanje između neutralnog sloja sonde i elektroda se povećava. Ovo strukturno ograničenje dovodi do mehanički nestabilnog stanja elektroda u vreme modifikacije sonde. Da bi rešio ovaj problem, istraživački tim prof. Janga dizajnirao je mikroelektrodu sa serpentinskim uzorkom koja može doprineti mehaničkoj stabilnosti elektroda, uprkos njihovoj modifikaciji.
Prof. Jang kaže: „Razvijena sonda zasnovana na dvostranoj strukturi omogućava visoko precizno i stabilno dugoročno merenje koncentracije dopamina, što nije postignuto upotrebom postojećih sondi. Ima potencijal da posluži kao standard za sondu. razvoj za podršku pacijentima sa bolestima mozga.“
On je dodao: „Preciznost i stabilnost razvijene sonde su verifikovane kroz eksperimente na miševima. Sprovešćemo dalja istraživanja kako bismo uveli poboljšanu tehnologiju sonde za implantaciju u mozak koja može povećati zadovoljstvo pacijenata sa moždanim bolestima tokom njihovog života.“
