導電性ウレタンゴムとハイドロゲルが接合した電極基盤

東北大学は6月10日、同大学院工学研究科の西澤松彦教授ら研究グループが、乾燥した状態での保存が可能で、水分を吸わせて使用できる、生体に安全な有機物の電極を開発したと発表した。

画像はプレスリリースより

研究グループは、伸び縮みしても断線しない導電性のウレタンゴムを作製し、これを変形に強いハイドロゲルの表面に接合する技術を開発。乾燥と水戻しで体積が変化しても壊れず、高圧水蒸気による滅菌消毒も可能な、安全・衛生的で丈夫なゲル電極が実現したという。

同研究成果の一部は6月10日付で、独科学誌「Advanced Healthcare Materials」にオンライン掲載されている。

求められていた、安全性と柔軟性を実現

昨今、神経や筋肉の活動をモニタする健康管理システムで、身体に貼り付ける“ウェアラブル”なデバイスが話題になっている。また、人工内耳といった体内埋め込みデバイスの研究も急速に進んでいる。こうしたデバイスと生体の電気的な接続を担う「電極」には、体内に埋め込める安全性、貼り付けても煩わしくない柔軟性が求められている。

研究グループは、導電性のウレタンゴムを配線材料とし、変形に強いダブルネットワーク型のハイドロゲルを基板材料に用いた。これに加えて、強固かつ柔軟に接合する電解重合技術の開発により、“乾燥による断線”などのゲル電極の弱点を克服し、実用化への道を拓くことができたという。

研究グループでは、このゲル電極の安定性を様々な方法で検証。関節などに生じる50％の引っ張り歪を100回加えても断線せず、干からびても水に浸すと5分程度で復元、高圧熱水によるオートクレーブ滅菌が可能など、実用性の高い結果が得られたそうだ。

また、70％以上が水分であるため、生体にしっとりと馴染み、神経や筋肉の活動計測、および通電治療などに有効だという。細胞毒性がないことも確認済みなので、体内埋め込みによる脳・神経機能の補助などにも適しているとされ、実用化が期待される。（伊藤海）

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