Klas Tybrandt, investigador principal del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping, ha desarrollado una nueva tecnología para el registro neural estable a largo plazo. Se basa en un nuevo compuesto de material elástico, que es biocompatible y conserva una alta conductividad eléctrica incluso cuando se estiraduplicar su longitud original.
El resultado se ha logrado en colaboración con colegas en Zúrich y Nueva York. El avance, que es crucial para muchas aplicaciones en ingeniería biomédica, se describe en un artículo publicado en la prestigiosa revista científica Advanced Materials.
El acoplamiento entre los componentes electrónicos y las células nerviosas es crucial no solo para recopilar información sobre la señalización celular, sino también para diagnosticar y tratar trastornos y enfermedades neurológicas, como la epilepsia.
Es muy difícil lograr conexiones estables a largo plazo que no dañen las neuronas o los tejidos, ya que los dos sistemas, el tejido blando y elástico del cuerpo y los componentes electrónicos duros y rígidos, tienen propiedades mecánicas completamente diferentes.
"Como el tejido humano es elástico y móvil, el daño y la inflamación surgen en la interfaz con los componentes electrónicos rígidos. No solo causa daño al tejido; también atenúa las señales neuronales", dice Klas Tybrandt, líder del grupo Soft Electronics en elLaboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linköping, Campus Norrköping.
Klas Tybrandt ha desarrollado un nuevo material conductor que es tan suave como el tejido humano y puede estirarse hasta el doble de su longitud. El material consiste en nanocables de dióxido de titanio recubiertos de oro, incrustados en caucho de silicona. El material es biocompatible, lo que significa quepuede estar en contacto con el cuerpo sin efectos adversos, y su conductividad permanece estable con el tiempo.
"La microfabricación de compuestos blandos eléctricamente conductores implica varios desafíos. Hemos desarrollado un proceso para fabricar electrodos pequeños que también preserva la biocompatibilidad de los materiales. El proceso utiliza muy poco material, y esto significa que podemos trabajar con un material relativamente costosomaterial como el oro, sin que el costo se vuelva prohibitivo ", dice Klas Tybrandt.
Los electrodos tienen un tamaño de 50 µm y están ubicados a una distancia de 200 µm entre sí. El procedimiento de fabricación permite colocar 32 electrodos en una superficie muy pequeña. La sonda final, que se muestra en la fotografía, tiene un ancho de3,2 mm y un grosor de 80 µm.
Los microelectrodos suaves se han desarrollado en la Universidad de Linköping y ETH Zürich, y los investigadores de la Universidad de Nueva York y la Universidad de Columbia los han implantado posteriormente en el cerebro de las ratas. Los investigadores pudieron recolectar señales neuronales de alta calidad de las ratas que se mueven librementedurante 3 meses. Los experimentos han sido sometidos a una revisión ética y han seguido las estrictas regulaciones que rigen los experimentos con animales.
"Cuando las neuronas en el cerebro transmiten señales, se forma un voltaje que los electrodos detectan y transmiten hacia adelante a través de un pequeño amplificador. También podemos ver de qué electrodos provienen las señales, lo que significa que podemos estimar la ubicación en el cerebrodónde se originaron las señales. Este tipo de información espacio-temporal es importante para futuras aplicaciones. Esperamos poder ver, por ejemplo, dónde comienza la señal que causa una convulsión epiléptica, un requisito previo para tratarla. Otra área de aplicación es el cerebro.interfaces de máquina, mediante las cuales la tecnología y prótesis futuras pueden controlarse con la ayuda de señales neuronales. También hay muchas aplicaciones interesantes que involucran el sistema nervioso periférico en el cuerpo y la forma en que regula varios órganos ", dice Klas Tybrandt.
El avance es la base del área de investigación Soft Electronics, actualmente establecida en la Universidad de Linköping, con Klas Tybrandt como investigador principal.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Linköping . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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