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En un artículo publicado en Nanotecnología de la naturaleza. El estudio, liderado por el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) junto con la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y otros socios nacionales e internacionales, está siendo explotado actualmente con aplicaciones terapéuticas por la spin-off INBRAIN Neuroelectronics.
Preparación de la película fina porosa reducida de GO EGNIT. Consiste en filtrar una solución de GO a través de una membrana porosa (1, 2), transferir la película depositada de escamas de GO apiladas a un sustrato conductor (3) y reducir hidrotermalmente el conjunto, haciendo que la película sea altamente porosa y conductora (4). . ). Crédito de la foto: Nature Nanotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41565-023-01570-5
Después de años de investigación como parte del proyecto insignia europeo Graphene, ICN2, en colaboración con la Universidad de Manchester, lideró el desarrollo de EGNITE (Engineered Graphene for Neural Interfaces), una nueva clase de implantes flexibles, de alta precisión y alta resolución. neurotecnología.
Los resultados fueron publicados en Neurotecnología de la naturalezaEl objetivo es avanzar en las áreas de las interfaces cerebro-computadora y la neuroelectrónica mediante la introducción de tecnologías novedosas.
EGNITE se basa en el amplio conocimiento previo de sus desarrolladores en la producción y aplicación de nanoestructuras de carbono en medicina. Utilizando tecnología moderna basada en grafeno nanoporoso, se pueden producir microelectrodos de grafeno con un diámetro de sólo 25 µm utilizando técnicas de fabricación habituales en el sector de los semiconductores.
La baja impedancia y la inyección de alta carga son dos propiedades de los microelectrodos de grafeno que son cruciales para lograr interfaces neuronales adaptables y eficaces.
Validación preclínica de la funcionalidad.
Los estudios preclínicos que utilizaron varios modelos del sistema nervioso central y periférico, realizados por varios expertos en neurociencia y biomedicina en colaboración con ICN2, demostraron que EGNITE es capaz de registrar señales neuronales de alta precisión con una claridad y precisión notables, y una medición extremadamente específica para permitir la modulación nerviosa. .
La novedosa combinación de estimulación nerviosa precisa y registro de señales de alta resolución a través de la tecnología EGNITE es un avance potencialmente significativo en el campo de las terapias neuroelectrónicas.
Esta novedosa estrategia llena un vacío significativo en la neurotecnología, donde se han logrado pocos avances en la ciencia de los materiales durante los últimos 20 años. El desarrollo de electrodos EGNITE puede llevar el grafeno a la vanguardia de los materiales neurotecnológicos.
Colaboración internacional y liderazgo científico
La tecnología expuesta hoy es una evolución del trabajo realizado hace diez años por Graphene Flagship, una iniciativa europea destinada a establecer el liderazgo europeo en tecnologías basadas en grafeno y otros materiales bidimensionales.
Este descubrimiento científico es el resultado de un esfuerzo de equipo liderado por los investigadores del ICN2 Damià Viana (ahora en INBRAIN Neuroelectronics), Steven T. Walston (ahora en la Universidad del Sur de California) y Eduard Masvidal-Codina, liderados por ICREA José A. Garrido. , jefe del Grupo de Dispositivos y Materiales Electrónicos Avanzados del ICN2, e ICREA Kostas Kostarelos, jefe del Laboratorio de Nanomedicina del ICN2 y de la Facultad de Biología, Medicina y Salud de la Universidad de Manchester (Reino Unido). En la investigación han participado Xavier Navarro, Natàlia de la Oliva, Bruno Rodríguez-Meana y Jaume del Valle del Instituto de Neurociencia y del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).
Destacadas organizaciones nacionales e internacionales, entre ellas la Universidad de Barcelona, Grenoble Institut des Neurosciences – Université Grenoble Alpes (Francia), el Instituto Nacional del Grafeno en Manchester (Reino Unido) y el Institut de Microelectronica de Barcelona – IMB-CNM (CSIC), contribuido a la colaboración.
Bajo el liderazgo del investigador del CIBER Dr.
Traducción clínica: próximos pasos
INBRAIN Neuroelectronics, una spin-off de ICN2 e ICREA con sede en Barcelona, ha recibido una patente y licencia para la tecnología EGNITE descrita en el artículo de Nature Nanotechnology. El IMB-CNM (CSIC) soportaba esta licencia. La empresa es responsable de implementar la tecnología en productos y aplicaciones médicos y también es socia de la iniciativa Graphene Flagship.
Dirigida por la directora ejecutiva Carolina Aguilar, INBRAIN Neuroelectronics se está preparando para los primeros ensayos clínicos en humanos de esta innovadora tecnología de grafeno.
El panorama industrial y de innovación de la tecnología de semiconductores en Cataluña, donde decididas estrategias nacionales se preparan para construir instalaciones de última generación para la producción de tecnologías de semiconductores basadas en nuevos materiales, ofrece una oportunidad única para acelerar la traducción de los resultados presentados hoy en aplicaciones de práctica clínica.
Referencia de la revista:
Viana, D., et. Alabama. (2023) Microelectrodos de película delgada nanoporosos a base de grafeno para grabación y estimulación neuronal de alta resolución in vivo. Nanotecnología de la naturaleza. doi:10.1038/s41565-023-01570-5
Fuente: https://www.uab.cat/
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