Une étude révolutionnaire présente une neurotechnologie innovante basée sur le graphène développée par ICN2 et ses partenaires, avec un potentiel de progrès significatifs dans les neurosciences et les applications thérapeutiques. (Concept de l’artiste.) Crédit : SciTechDaily.com
La neurotechnologie révolutionnaire du graphène développée par ICN2 et ses collaborateurs promet des avancées transformatrices dans les neurosciences et les applications médicales, démontrant des interfaces neuronales de haute précision et une modulation nerveuse ciblée.
Une étude publiée dans Nature Nanotechnologie présente une neurotechnologie innovante basée sur le graphène avec le potentiel d’un impact transformateur dans les neurosciences et les applications médicales. Cette recherche, dirigée par l’Institut catalan de nanosciences et nanotechnologies (ICN2) en collaboration avec l’Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) et d’autres partenaires nationaux et internationaux, est actuellement développée pour des applications thérapeutiques par le biais de la spin-off INBRAIN Neuroelectronics.
Principales caractéristiques de la technologie du graphène
Après des années de recherche dans le cadre du projet européen Graphene Flagship, ICN2 a dirigé, en collaboration avec l’Université de Manchester, le développement d’EGNITE (Engineered Graphene for Neural Interfaces), une nouvelle classe de neurotechnologie implantable flexible, haute résolution et haute précision à base de graphène. . Les résultats publiés récemment dans Nature Neurotechnologie visent à contribuer avec des technologies innovantes au paysage florissant de la neuroélectronique et des interfaces cerveau-ordinateur.
EGNITE s’appuie sur la vaste expérience de ses inventeurs dans la fabrication et la traduction médicale de nanomatériaux de carbone. Cette technologie innovante basée sur le graphène nanoporeux intègre des procédés de fabrication standards dans l’industrie des semi-conducteurs pour assembler des microélectrodes de graphène d’à peine 25 µm de diamètre. Les microélectrodes de graphène présentent une faible impédance et une injection de charges élevées, attributs essentiels pour des interfaces neuronales flexibles et efficaces.
Validation préclinique de la fonctionnalité
Des études précliniques menées par divers experts en neurosciences et biomédicaux en partenariat avec ICN2, utilisant différents modèles pour le système nerveux central et périphérique, ont démontré la capacité d’EGNITE à enregistrer des signaux neuronaux haute fidélité avec une clarté et une précision exceptionnelles et, plus important encore, à permettre des modulation nerveuse. La combinaison unique d’enregistrement de signaux haute fidélité et de stimulation nerveuse précise offerte par la technologie EGNITE représente une avancée potentiellement critique dans la thérapeutique neuroélectronique.
Cette approche innovante comble une lacune critique dans la neurotechnologie, qui a connu peu de progrès dans le domaine des matériaux au cours des deux dernières décennies. Le développement des électrodes EGNITE a la capacité de placer le graphène à l’avant-garde des matériaux neurotechnologiques.
Collaboration internationale et leadership scientifique
La technologie présentée aujourd’hui s’appuie sur l’héritage du Graphene Flagship, une initiative européenne qui, au cours de la dernière décennie, s’est efforcée de faire progresser le leadership stratégique européen dans les technologies reposant sur le graphène et d’autres matériaux 2D. Derrière cette avancée scientifique se cache un effort collaboratif dirigé par les chercheurs de l’ICN2, Damià Viana (maintenant à INBRAIN Neuroelectronics), Steven T. Walston (maintenant à l’Université de Californie du Sud) et Eduard Masvidal-Codina, sous la direction de l’ICREA Jose A. Garrido, leader du CII2 Matériaux et dispositifs électroniques avancés Group, et ICREA Kostas Kostarelos, leader de l’ICN2 Laboratoire de nanomédecine et la Faculté de biologie, médecine et santé de l’Université de Manchester (Royaume-Uni). La recherche a eu la participation de Xavier Navarro, Natàlia de la Oliva, Bruno Rodríguez-Meana et Jaume del Valle, de l’Institut de Neurosciences et du Département de Biologie Cellulaire, Physiologie et Immunologie de l’Université Autonome de Barcelone (UAB).
La collaboration comprend la contribution d’institutions nationales et internationales de premier plan, telles que l’Institut de Microelectrònica de Barcelona – IMB-CNM (CSIC), le National Graphene Institute de Manchester (Royaume-Uni) et l’Institut des Neurosciences de Grenoble – Université Grenoble Alpes (France). ) et l’Université de Barcelone. L’intégration technologique dans les processus de fabrication standard de semi-conducteurs a été réalisée dans la salle blanche de micro et nanofabrication de l’IMB-CNM (CSIC), sous la supervision du chercheur CIBER, le Dr Xavi Illa.
Traduction clinique : prochaines étapes
La technologie EGNITE décrite dans le Nature Nanotechnologie L’article a été breveté et concédé sous licence à INBRAIN Neuroelectronics, une spin-off basée à Barcelone d’ICN2 et d’ICREA, avec le soutien d’IMB-CNM (CSIC). La société, également partenaire du projet Graphene Flagship, dirige la traduction de la technologie en applications et produits cliniques. Sous la direction de la PDG Carolina Aguilar, INBRAIN Neuroelectronics se prépare aux premiers essais cliniques chez l’homme de cette technologie innovante du graphène.
Le paysage industriel et innovant de l’ingénierie des semi-conducteurs en Catalogne, où des stratégies nationales ambitieuses prévoient de construire des installations de pointe pour produire des technologies de semi-conducteurs basées sur des matériaux émergents, offre une opportunité sans précédent d’accélérer la traduction des résultats présentés aujourd’hui en applications cliniques. applications.
Mot de clôture
Le Nature Nanotechnologie L’article décrit une neurotechnologie innovante basée sur le graphène qui peut être mise à l’échelle à l’aide de processus de fabrication de semi-conducteurs établis, offrant ainsi le potentiel d’un impact transformateur. ICN2 et ses partenaires continuent de faire progresser et de faire évoluer la technologie décrite dans le but de la traduire en une véritable neurotechnologie thérapeutique efficace et innovante.
Référence : « Microélectrodes à couche mince à base de graphène nanoporeux pour l’enregistrement et la stimulation neuronales haute résolution in vivo » par Damià Viana, Steven T. Walston, Eduard Masvidal-Codina, Xavi Illa, Bruno Rodríguez-Meana, Jaume del Valle, Andrew Hayward , Abbie Dodd, Thomas Loret, Elisabet Prats-Alfonso, Natàlia de la Oliva, Marie Palma, Elena del Corro, María del Pilar Bernicola, Elisa Rodríguez-Lucas, Thomas Gener, José Manuel de la Cruz, Miguel Torres-Miranda, Fikret Taygun Duvan, Nicola Ria, Justin Sperling, Sara Martí-Sánchez, Maria Chiara Spadaro, Clément Hébert, Sinead Savage, Jordi Arbiol, Anton Guimerà-Brunet, M. Victoria Puig, Blaise Yvert, Xavier Navarro, Kostas Kostarelos et Jose A. Garrido, 11 janvier 2024, Nature Nanotechnologie.
DOI : 10.1038/s41565-023-01570-5
2024-03-16 20:42:54
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