Un trabajo liderado por SISSA y publicado en Nanotecnología de la naturaleza informa por primera vez de forma experimental el fenómeno de 'atrapamiento' de iones por las alfombras de grafeno y su efecto en la comunicación entre neuronas. Los investigadores han observado un aumento en la actividad de las células nerviosas que crecen en una sola capa de grafeno.Los enfoques experimentales han demostrado que el fenómeno se debe a la capacidad del material de 'atrapar' varios iones presentes en el entorno circundante en su superficie, modulando su composición. El grafeno es el material bidimensional más delgado disponible en la actualidad, caracterizado por propiedades increíblesde conductividad, flexibilidad y transparencia. Aunque existen grandes expectativas para sus aplicaciones en el campo biomédico, muy pocos trabajos han analizado sus interacciones con el tejido neuronal.
Un estudio realizado por SISSA - Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, en asociación con la Universidad de Amberes Bélgica, la Universidad de Trieste y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Barcelona España, ha analizado el comportamiento de las neuronascultivados en una sola capa de grafeno, observando un fortalecimiento en su actividad.A través de enfoques teóricos y experimentales, los investigadores han demostrado que dicho comportamiento se debe a la movilidad reducida de los iones, en particular del potasio, a la interfaz neurona-grafeno. Este fenómeno es comúnmentellamado 'atrapamiento de iones', ya conocido a nivel teórico, pero observado experimentalmente por primera vez solo ahora. "Es como si el grafeno se comportara como un imán ultrafino en cuya superficie algunos de los iones de potasio presentes en la solución extracelular entrelas células y el grafeno quedan atrapados. Es esta pequeña variación la que determina el aumento de la excitabilidad neuronal ”, comenta Denis Scaini, investigador del SISSA, queo ha dirigido la investigación junto a Laura Ballerini.
El estudio también ha demostrado que este fortalecimiento ocurre cuando el grafeno en sí mismo está soportado por un aislante, como el vidrio, o suspendido en una solución, mientras que desaparece cuando está sobre un conductor ". El grafeno es un material altamente conductor que podría potencialmente usarsepara revestir cualquier superficie. Entender cómo varía su comportamiento según el sustrato sobre el que se apoya es fundamental para sus futuras aplicaciones, sobre todo en el campo neurológico "prosigue Scaini", considerando las propiedades únicas del grafeno es natural pensar por ejemplosobre el desarrollo de electrodos innovadores de estimulación cerebral o dispositivos visuales. "
Es un estudio con un doble resultado. Laura Ballerini comenta lo siguiente: "Este efecto de 'trampa de iones' se describió solo en teoría. Al estudiar el impacto de la 'tecnología de materiales' en los sistemas biológicos, hemos documentado un mecanismo pararegular la excitabilidad de la membrana, pero al mismo tiempo también hemos descrito experimentalmente una propiedad del material a través de la biología de las neuronas ".
El trabajo se ha realizado dentro del Graphene Flagship con el apoyo de la Unión Europea.
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Materiales proporcionado por Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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