Вышедшие номера
Мультимасштабные структуры на основе наноматериалов для создания пассивных и активных имплантируемых устройств, стимулирующих нервные ткани
Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, крупный научный проект, No. 075-15-2024-555
Мурашко Д.Т.1, Ефремова К.Д.2, Путря Б.М.1, Еганова Е.М.3, Герасименко А.Ю.1,2
1Институт биомедицинских систем, Национальный исследовательский университет МИЭТ, Москва, Зеленоград, Россия
2Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова, Москва, Россия
3Институт наноматериалов микроэлектроники РАН, Москва, Россия
Email: skorden@outlook.com
Поступила в редакцию: 15 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 15 декабря 2025 г.
Принята к печати: 15 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 2 апреля 2026 г.

Представлено создание мультимасштабных структур на основе наноматериалов для изготовления пассивных и активных имплантируемых устройств, стимулирующих нервные ткани за счет использования лазерного микроструктурирования и покрытия из углеродных нанотрубок. Результаты исследования морфологии поверхности показали формирование выраженной упорядоченной поверхности с выступающими вертикальными массивами и впадинами. Наибольшая высота массивов в диапазоне 55-72 μm была достигнута у образца, облученного c мощностью лазерного излучения 5.7 W. При помощи растровой электронной микроскопии было также подтверждено формирование равномерного покрытия из одностенных углеродных нанотрубок. Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия позволила подтвердить ожидаемое при использовании лазерного излучения на воздухе возрастание оксидных фаз. В то же время нанесение покрытия из нанотрубок привело к ожидаемому увеличению содержания углерода на поверхности образцов. Проведено исследование влияния лазерного излучения и нанесения покрытия из нанотрубок на электропроводность образов. В ходе циклической вольтамперометрии был получен ожидаемый отклик, где было видно, что контрольный образец не проявляет каталитической активности в сравнении с другими образцами. Наибольшим сочетанием стабильности циклов (98.7 %) и площадной емкости 125.7 μF/cm2 обладал образец, облученный лазерным излучением с мощностью 4 W и покрытием из одностенных нанотрубок. Ключевые слова: углеродные нанотрубки, медицинская сталь, лазерное излучение, мультимасштабные структуры, нейростимуляция.
  1. E. McGlynn, V. Nabaei, E. Ren, G. Galeote-Checa, R. Das, G. Curia, H. Heidari. Adv. Sci., 8 (10), 2002693 (2021). DOI: 10.1002/advs.202002693
  2. P.A. Starr. Front. Neurosci., 12, 619 (2018). DOI: 10.3389/fnins.2018.00619
  3. A. Burton, S.M. Won, A.K. Sohrabi, T. Stuart, A. Amirhossein, J.U. Kim, Y. Park, A. Gabros, J.A. Rogers, F. Vitale, A.G. Richardson, P. Gutruf. Microsyst. Nanoeng., 7, 62 (2021). DOI: 10.1038/s41378-021-00294-7
  4. S. Elyahoodayan, W. Jiang, C.D. Lee, X. Shao, G. Weiland, J.J. Whalen III, A. Petrossians, D. Song. Front. Neurosci., 15, 616063 (2021). DOI: 10.3389/fnins.2021.616063
  5. A.R. Harris, C. Newbold, P. Carter, R. Cowan, G.G. Wallace. Front. Neurosci., 13, 380 (2019). DOI: 10.3389/fnins.2019.00380
  6. L. Li, C. Jiang, W. Duan, Z. Wang, F. Zhang, C. He, T. Long, L. Li. Microsyst. Nanoeng., 8, 96 (2022). DOI: 10.1038/s41378-022-00433-8
  7. D. Shuleiko, S. Zabotnov, O. Sokolovskaya, M. Poliakov, L. Volkova, T. Kunkel, E. Kuzmin, P. Danilov, S. Kudryashov, D. Pepelayev, S. Kozyukhin, L. Golovan, P. Kashkarov. Materials, 16 (13), 4524 (2023). DOI: 10.3390/ma16134524
  8. S. Amini, W. Seche, N. May, H. Choi, P. Tavousi, S. Shahbazmohamadi. Sci. Rep., 12, 13966 (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-18161-4
  9. A. Mazzatenta, M. Giugliano, S. Campidelli, L. Gambazzi, L. Businaro, H. Markram, M. Prato, L. Ballerini. J. Neurosci., 27 (26), 6931 (2007). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1051-07.2007
  10. N. Burblies, J. Schulze, H.C. Schwarz, K. Kranz, D. Motz, C. Vogt, T. Lenarz, A. Warnecke, P. Behrens. PLoS One, 11 (7), e0158571 (2016). DOI: 10.1371/journal.pone.0158571
  11. K. Foremny, W.S. Konerding, A. Behrens, P. Baumhoff, U.P. Froriep, A. Kral, T. Doll. Nanomaterials, 11 (4), 1029 (2021). DOI: 10.3390/nano11041029
  12. T. Murakami, N. Yada, S. Yoshida. Micromachines, 15 (5), 650 (2024). DOI: 10.3390/mi15050650
  13. N.P. Pampaloni, M. Giugliano, D. Scaini, L. Ballerini, R. Rauti. Front. Neurosci., 12, 953 (2019). DOI: 10.3389/fnins.2018.00953
  14. N. Elgrishi, K.J. Rountree, B.D. McCarthy, E.S. Rountree, T.T. Eisenhart, J.L. Dempsey. J. Chem. Educ., 95 (2), 197 (2018). DOI: 10.1021/acs.jchemed.7b00361
  15. G. Schmidl, G. Jia, A. Gawlik, J. Kreusch, F. Schmidl, J. Dellith, A. Dathe, Z.-H. Lin, J.-S. Huang, J. Plentz. Sci. Rep., 8, 11283 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-29661-7
  16. A. Kunisaki, A. Kodama, M. Ishikawa, T. Ueda, M.D. Lima, T. Kondo, N. Adachi. Sci. Rep., 13 (1), 21799 (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-48534-2
  17. A. Shar, A. Shar, D. Joung. Front. Bioeng. Biotechnol., 11, 1299166 (2023). DOI: 10.3389/fbioe.2023.1299166