Devrim niteliğindeki grafen arayüzleri sinir bilimini dönüştürmeyi amaçlıyor

Önder Grafen ICN2 ve işbirlikçileri tarafından geliştirilen nöroteknoloji, yüksek hassasiyetli sinirsel arayüzler ve hedeflenen nöromodülasyonu göstererek sinir bilimi ve tıbbi uygulamalarda dönüştürücü ilerlemeler vaat ediyor.

Çalışma şu tarihte yayınlandı: Doğa nanoteknolojisi Nörobilim ve tıbbi uygulamalarda dönüştürücü bir etkiye sahip olma potansiyeline sahip yenilikçi bir grafen bazlı nöroteknoloji sunar. Katalan Nanobilim ve Nanoteknoloji Enstitüsü (ICN2) tarafından Barselona Özerk Üniversitesi (UAB) ve diğer ulusal ve uluslararası ortaklarla işbirliği içinde yürütülen bu araştırma, şu anda yan şirket INBRAIN Neuroelectronics aracılığıyla terapötik uygulamalar için geliştirilmektedir.

Grafen teknolojisinin temel özellikleri

Avrupa Grafen Öncü Projesi çerçevesinde yıllarca süren araştırmaların ardından ICN2, Manchester Üniversitesi ile işbirliği içinde, yeni bir esnek, yüksek çözünürlüklü, grafen bazlı implante edilebilir malzeme sınıfı olan EGNITE'in (Sinir Arayüzleri için Tasarlanmış Grafen) geliştirilmesine öncülük etti. sinir teknolojisi. . Sonuçlar yakın zamanda yayınlandı Doğa nöroteknolojisi Nöroelektronik ve beyin-bilgisayar arayüzlerinin gelişen ortamına yenilikçi teknolojilerle katkıda bulunmayı amaçlamaktadır.

EGNITE, karbon nanomateryallerinin üretimi ve tıbbi çevirisinde mucitlerinin geniş deneyimine güvenmektedir. Bu yenilikçi grafen nanogözenek tabanlı teknoloji, yalnızca 25 mikrometre çapındaki grafen mikroelektrotları birleştirmek için yarı iletken endüstrisindeki standart üretim süreçlerini entegre ediyor. Grafen mikroelektrotlar, esnek ve verimli sinirsel arayüzler için temel özellikler olan düşük direnç ve yüksek yük enjeksiyonu sergiler.

Klinik öncesi fonksiyon doğrulaması

ICN2 ile ortak çalışan çok sayıda sinir bilimi ve biyomedikal uzmanı tarafından hem merkezi hem de periferik sinir sistemlerinin farklı modellerini kullanarak yürütülen klinik öncesi çalışmalar, EGNITE'in yüksek çözünürlüklü sinir sinyallerini olağanüstü netlik ve hassasiyetle kaydetme ve en önemlisi, yüksek derecede hedefleme. Sinir modifikasyonu. EGNITE teknolojisi tarafından sağlanan yüksek çözünürlüklü sinyal kaydı ve hassas sinir uyarımının benzersiz kombinasyonu, nöroelektronik terapötiklerde potansiyel olarak kritik bir ilerlemeyi temsil etmektedir.

Bu yenilikçi yaklaşım, son yirmi yılda malzemelerde önemli ilerlemeler kaydedilmemiş olan nöroteknolojideki kritik bir boşluğa hitap ediyor. EGNITE elektrotlarının geliştirilmesi, grafeni nöroteknolojik malzemelerin ön saflarına yerleştirme potansiyeline sahiptir.

Uluslararası işbirliği ve bilimsel liderlik

Bugün sunulan teknoloji, son on yılda grafen ve diğer 2 boyutlu malzemelere dayalı teknolojilerde Avrupa'nın stratejik liderliğini güçlendirmeyi amaçlayan bir Avrupa girişimi olan Graphene Flagship'in mirasına dayanıyor. Bu bilimsel atılımın arkasında ICN2 araştırmacıları Damia Viana (şu anda INBRAIN Neuroelectronics'te) ve Steven T. Walston (şu anda Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde) ve Eduard Masvidal Codina, ICREA'dan José A. Garrido. ICN2 lideri Gelişmiş elektronik malzeme ve cihazlar Grup ve ICREA Costas Costarellos, ICN2 lideri Nanotıp laboratuvarı ve Manchester Üniversitesi (Birleşik Krallık) Biyoloji, Tıp ve Sağlık Okulu. Araştırmaya Barselona Özerk Üniversitesi (UAB) Nörobilim Enstitüsü ve Hücre Biyolojisi, Fizyolojisi ve İmmünoloji Bölümü'nden Xavier Navarro, Natàlia de la Oliva, Bruno Rodríguez-Meana ve Jaume del Valle katıldı.

İşbirliği, Barselona Mikroelektronik Enstitüsü – IMB-CNM (CSIC), Manchester Ulusal Grafen Enstitüsü (İngiltere) ve Grenoble Nörobilim Enstitüsü – Grenoble Alpes Üniversitesi (Fransa) gibi önde gelen ulusal ve uluslararası kurumların katkılarını içermektedir. ) ve Barselona Üniversitesi. Teknolojinin standart yarı iletken üretim süreçlerine entegrasyonu, CIBER araştırmacısı Dr. Xavi Illa'nın gözetiminde IMB-CNM'nin Özel Mikro ve Nano Üretim Temiz Odasında (CSIC) gerçekleştirildi.

Klinik çeviri: sonraki adımlar

EGNITE teknolojisi şurada açıklanmıştır: Doğa nanoteknolojisi Makale, IMB-CNM'nin (CSIC) desteğiyle, ICN2 ve ICREA'nın Barselona merkezli bir yan kuruluşu olan INBRAIN Neuroelectronics'e patentli ve lisanslıdır. Graphene Flagship projesinin de ortağı olan şirket, teknolojinin klinik uygulamalara ve ürünlere dönüştürülmesine öncülük ediyor. CEO Carolina Aguilar'ın yönetimi altında INBRAIN Neuroelectronics, bu yenilikçi grafen teknolojisinin insanda ilk klinik denemelerini gerçekleştirmeye hazırlanıyor.

İddialı ulusal stratejilerin, yeni ortaya çıkan malzemelere dayalı yarı iletken teknolojilerinin üretimi için en son teknolojiye sahip tesisler inşa etmeyi planladığı Katalonya'daki yarı iletken mühendisliğindeki endüstriyel ve inovasyon ortamı, bugün sunulan bu sonuçların tercümesini hızlandırmak için benzeri görülmemiş bir fırsat sunuyor. klinik sonuçlara dönüştürülür. Uygulamalar.

son sözler

the Doğa nanoteknolojisi Makalede, dönüştürücü bir etki potansiyeli taşıyan, yerleşik yarı iletken üretim süreçleri kullanılarak ölçeklendirilebilen yenilikçi bir grafen bazlı nöroteknoloji anlatılıyor. ICN2 ve ortakları, açıklanan teknolojiyi etkili ve yenilikçi terapötik nöroteknolojiye dönüştürme hedefiyle geliştirmeye ve olgunlaştırmaya devam ediyor.

Referans: Damia Viana ve Stephen T. Walston, Edward Masvidal Codina, Xavi Illa, Bruno Rodriguez Miana, Jaume del Valle, Andrew Hayward, Abby Dodd, Tomas Loret, Elisabet Prats Alfonso, Natalia de la Oliva, Marie Palma, Elena del Coro, María del Pilar Pernicola, Elisa Rodriguez Lucas , Thomas Jenner, Jose Manuel De la Cruz, Miguel Torres Miranda, Fikret Taigun. Dauphin, Nicola Rea, Justin Sperling, Sara Marti Sanchez, Maria Chiara Spadaro, Clement Hébert, Sinead Savage, Jordi Arbiol, Anton Guimera-Brunet, M. Victoria Puig, Blaise Everett, Xavier Navarro, Costas Costarelos ve José A. Garrido, 11 Ocak 2024, Doğa nanoteknolojisi.
doi: 10.1038/s41565-023-01570-5