Револуционарни графенски интерфејси имају за циљ трансформацију неуронауке

Вођа Графен Неуротехнологија коју су развили ИЦН2 и његови сарадници обећава трансформативни напредак у неуронауци и медицинским апликацијама, демонстрирајући високо прецизне неуронске интерфејсе и циљану неуромодулацију.

Студија објављена у Нанотехнологија природе Представља иновативну неуротехнологију засновану на графену са потенцијалом да има трансформативни утицај у неуронауци и медицинским апликацијама. Ово истраживање, које води Каталонски институт за нанонауку и нанотехнологију (ИЦН2) у сарадњи са Аутономним универзитетом у Барселони (УАБ) и другим националним и међународним партнерима, тренутно се развија за терапеутске примене преко спин-офф компаније ИНБРАИН Неуроелецтроницс.

Кључне карактеристике технологије графена

Након година истраживања у оквиру Европског пројекта Пионеер Грапхене, ИЦН2 је у сарадњи са Универзитетом у Манчестеру предводио развој ЕГНИТЕ (Енгинееред Грапхене фор Неурал Интерфацес), нове класе флексибилних имплантабилних уређаја високе резолуције на бази графена. неуронске технологије. . Резултати су недавно објављени у Природна неуротехнологија Циљ му је да допринесе иновативним технологијама напредном пејзажу неуроелектронике и интерфејса мозак-рачунар.

ЕГНИТЕ се ослања на велико искуство својих проналазача у производњи и медицинском превођењу угљеничних наноматеријала. Ова иновативна технологија заснована на графенским нанопорама интегрише стандардне производне процесе у индустрији полупроводника за склапање графенских микроелектрода пречника само 25 микрометара. Графенске микроелектроде показују низак отпор и високо убризгавање наелектрисања, што су основне карактеристике за флексибилне и ефикасне неуронске интерфејсе.

Претклиничка валидација функције

Претклиничке студије које су спровели вишеструки стручњаци за неуронауку и биомедицину у сарадњи са ИЦН2, користећи различите моделе и централног и периферног нервног система, демонстрирали су способност ЕГНИТЕ-а да снима неуронске сигнале високе резолуције са изузетном јасноћом и прецизношћу и, што је најважније, обезбеди висок степен циљаности. . Модификација нерва. Јединствена комбинација снимања сигнала високе резолуције и прецизне неуронске стимулације коју обезбеђује ЕГНИТЕ технологија представља потенцијално критичан напредак у неуроелектронској терапији.

Овај иновативни приступ решава критичну празнину у неуротехнологији, која није забележила значајан напредак у материјалима у последње две деценије. Развој ЕГНИТЕ електрода има потенцијал да постави графен на чело неуротехнолошких материјала.

Међународна сарадња и научно лидерство

Технологија која је данас представљена надовезује се на наслеђе Грапхене Флагсхип, европске иницијативе која је током протекле деценије настојала да ојача европско стратешко лидерство у технологијама заснованим на графену и другим 2Д материјалима. Иза овог научног открића стоји заједнички напор који воде истраживачи ИЦН2 Дамиа Виана (сада у ИНБРАИН Неуроелецтроницс) и Стевен Т. Валстон (сада на Универзитету Јужне Калифорније) и Едуард Масвидал Цодина, под надзором ИЦРЕА-е Јосе А. Гарридо. ИЦН2 лидер Напредни електронски материјали и уређаји Група и ИЦРЕА Костас Костарелос, лидер ИЦН2 Лабораторија за наномедицину и Факултет за биологију, медицину и здравље на Универзитету у Манчестеру (Уједињено Краљевство). У истраживању су учествовали Гзавије Наваро, Наталија де ла Олива, Бруно Родригез-Меана и Јауме дел Вале са Института за неуронауке и Одељења за ћелијску биологију, физиологију и имунологију Аутономног универзитета у Барселони (УАБ).

Сарадња укључује допринос водећих националних и међународних институција, као што су Институт за микроелектронику из Барселоне – ИМБ-ЦНМ (ЦСИЦ), Национални институт за графен у Манчестеру (Велика Британија) и Институт за неуронауку Гренобле – Универзитет Гренобле Алпес (Француска) . ) и Универзитет у Барселони. Интеграција технологије у стандардне производне процесе полупроводника обављена је у ИМБ-ЦНМ-овој специјализованој чистој просторији за микро- и нано-производњу (ЦСИЦ), под надзором истраживача ЦИБЕР-а, др. Ћави Иле.

Клинички превод: следећи кораци

ЕГНИТЕ технологија описана у Нанотехнологија природе Чланак је патентиран и лиценциран за ИНБРАИН Неуроелецтроницс, подружницу ИЦН2 и ИЦРЕА са седиштем у Барселони, уз подршку ИМБ-ЦНМ (ЦСИЦ). Компанија, која је такође партнер у пројекту Грапхене Флагсхип, води превођење технологије у клиничке апликације и производе. Под руководством извршне директорке Каролине Агилар, ИНБРАИН Неуроелецтроницс се припрема да спроведе прва клиничка испитивања ове иновативне технологије графена на људима.

Индустријски и иновативни пејзаж у области полупроводничког инжењерства у Каталонији, где амбициозне националне стратегије планирају изградњу најсавременијих објеката за производњу полупроводничких технологија заснованих на новим материјалима, пружа прилику без преседана да се убрза превођење ових данас представљених резултата. у клиничке исходе. Апликације.

Завршне напомене

тхе Нанотехнологија природе Чланак описује иновативну неуротехнологију засновану на графену која се може повећати коришћењем успостављених процеса производње полупроводника, држећи потенцијал за трансформативни утицај. ИЦН2 и његови партнери настављају да развијају и сазревају описану технологију са циљем да је преведу у ефикасну и иновативну терапијску неуротехнологију.

Референца: „Микроелектроде танког филма на бази графена за снимање неурона високе резолуције и стимулацију ин виво“ аутора Дамиа Виана и Степхена Т. Волстон, Едвард Масвидал Кодина, Ћави Иља, Бруно Родригез Мијана, Хауме дел Вале, Ендрју Хејворд, Еби Дод, Томас Лорет, Елисабет Пратс Алфонсо, Наталија де ла Олива, Мари Палма, Елена дел Коро, Марија дел Пилар Перникола, Елиса Родригес Лукас , Томас Џенер, Хозе Мануел Де ла Круз, Мигел Торес Миранда, Фикрет Тајгун. Дофин, Никола Реа, Џастин Сперлинг, Сара Марти Санчез, Марија Кјара Спадаро, Клемент Хиберт, Шинед Севиџ, Жорди Арбиол, Антон Гимера-Бруне, М. Викторија Пуиг, Блејз Еверет, Ксавије Наваро, Костас Костарелос и Хозе А. Гаридо, 11. јануар 2024. Природна нанотехнологија.
дои: 10.1038/с41565-023-01570-5