Organic Photovoltaics and Bioelectrodes Providing Electrical Stimulation for PC12 Cell Differentiation and Neurite Outgrowth

神经突 材料科学 生物电子学 有机太阳能电池 生物相容性材料 纳米技术 电极 光伏 光电子学 刺激 有机半导体 佩多:嘘 无线 电压 医疗器械 生物医学工程 生物传感器 光伏系统 微电极
作者
Yu‐Sheng Hsiao,Yan-Hao Liao,Huan-Lin Chen,Peilin Chen,Fang‐Chung Chen
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:8 (14): 9275-9284 被引量:61
标识
DOI:10.1021/acsami.6b00916
摘要

Current bioelectronic medicines for neurological therapies generally involve treatment with a bioelectronic system comprising a power supply unit and a bioelectrode device. Further integration of wireless and self-powered units is of practical importance for implantable bioelectronics. In this study, we developed biocompatible organic photovoltaics (OPVs) for serving as wireless electrical power supply units that can be operated under illumination with near-infrared (NIR) light, and organic bioelectronic interface (OBEI) electrode devices as neural stimulation electrodes. The OPV/OBEI integrated system is capable to provide electrical stimulation (ES) as a means of enhancing neuron-like PC12 cell differentiation and neurite outgrowth. For the OPV design, we prepared devices incorporating two photoactive material systems--β-carotene/N,N'-dioctyl-3,4,9,10-perylenedicarboximide (β-carotene/PTCDI-C8) and poly(3-hexylthiophene)/phenyl-C61-butyric acid methyl ester (P3HT/PCBM)--that exhibited open circuit voltages of 0.11 and 0.49 V, respectively, under NIR light LED (NLED) illumination. Then, we connected OBEI devices with different electrode gaps, incorporating biocompatible poly(hydroxymethylated-3,4-ethylenedioxythiophene), to OPVs to precisely tailor the direct current electric field conditions during the culturing of PC12 cells. This NIR light-driven OPV/OBEI system could be engineered to provide tunable control over the electric field (from 220 to 980 mV mm(-1)) to promote 64% enhancement in the neurite length, direct the neurite orientation on chips, or both. The OPV/OBEI integrated systems under NIR illumination appear to function as effective power delivery platforms that should meet the requirements for wirelessly offering medical ES to a portion of the nervous system; they might also be a key technology for the development of next-generation implantable bioelectronics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
123发布了新的文献求助10
刚刚
文静凌瑶完成签到,获得积分10
1秒前
自然自行车完成签到,获得积分10
2秒前
Thriving完成签到 ,获得积分10
2秒前
xiaoxiao发布了新的文献求助100
3秒前
NexusExplorer应助不弃采纳,获得10
4秒前
无线电视我的心完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
点点点点完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
共享精神应助等待书桃采纳,获得10
7秒前
赘婿应助PGZ采纳,获得10
7秒前
杜胤江完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
bobo完成签到 ,获得积分10
9秒前
高序发布了新的文献求助10
9秒前
王萌萌完成签到 ,获得积分10
10秒前
wzf123456发布了新的文献求助10
10秒前
徐乐发布了新的文献求助10
10秒前
钦雨完成签到,获得积分20
11秒前
慕青应助虾米采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
艾伦耶格尔完成签到,获得积分10
12秒前
zzz完成签到,获得积分10
13秒前
笨笨的以云完成签到,获得积分10
14秒前
pcykyt发布了新的文献求助10
15秒前
可一可再完成签到 ,获得积分10
15秒前
千倾完成签到,获得积分10
17秒前
一方通行完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
桑晒包发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
AAA小狗零售代理完成签到,获得积分10
19秒前
传奇3应助笨笨的以云采纳,获得10
20秒前
20秒前
钦雨发布了新的文献求助10
20秒前
不弃完成签到,获得积分20
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
Transdermal drug delivery systems market size report 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7642195
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9215214
关于积分的说明 19768039
捐赠科研通 7207492
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276327
关于科研通互助平台的介绍 2438079
邀请新用户注册赠送积分活动 2274072