ANN ARBOR, Michigan:en la Universidad de Michigan se han creado implantes cerebrales que pueden registrar más claramente las señales de las neuronas circundantes en ratas. Los hallazgos podrían eventualmente conducir a un tratamiento más efectivo de trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson y la parálisis.

Los electrodos neuronales deben funcionar durante períodos de tiempo que van desde horas hasta años. Cuando se implantan los electrodos, el cerebro reacciona primero a la lesión aguda con una respuesta inflamatoria. Entonces el cerebro se instala en una cicatrización de heridas, o crónico, respuesta.

Es durante esta respuesta secundaria que el tejido cerebral comienza a encapsular el electrodo, cortándolo de la comunicación con las neuronas circundantes.

Los nuevos implantes cerebrales desarrollados en la U-M están recubiertos con nanotubos de poli (3, 4-etilendioxitiofeno) (PEDOT), un polímero biocompatible y eléctricamente conductor que se ha demostrado que registra las señales neuronales mejor que los electrodos metálicos convencionales.

Los investigadores de la U-M encontraron que los nanotubos PEDOT mejoraban la actividad de la unidad de alta calidad (relación señal / ruido> 4) aproximadamente un 30 por ciento más que los sitios sin recubrimiento. También encontraron que, basándose en datos de impedancia in vivo, Los nanotubos PEDOT podrían usarse como un método novedoso para biosensar para indicar la transición entre respuestas agudas y crónicas en el tejido cerebral.

Los resultados aparecen en el artículo de portada de la edición del 5 de octubre de la revista. Materiales avanzados . El papel se titula, "Interfaz de nanotubos de polímero conductor con el sistema nervioso central:registro neuronal crónico utilizando nanotubos de poli (3-4-etilendioxitiofeno)".

"Los microelectrodos implantados en el cerebro se utilizan cada vez más para tratar trastornos neurológicos, "dijo Mohammad Reza Abidian, investigador postdoctoral que trabaja con el profesor Daryl Kipke en el Laboratorio de Ingeniería Neural del Departamento de Ingeniería Biomédica de la U-M.

"Es más, estos electrodos permiten dispositivos neuroprotésicos, que prometen devolver la funcionalidad a las personas con lesiones de la médula espinal y enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, La aplicación crónica robusta y confiable de electrodos neurales sigue siendo un desafío ".

En el experimento, los investigadores implantaron dos microelectrodos neuronales en el cerebro de tres ratas. Los nanotubos PEDOT se fabricaron en la superficie de cualquier otro sitio de grabación utilizando un método de plantillas de nanofibras. En el transcurso de siete semanas, los investigadores monitorearon la impedancia eléctrica de los sitios de grabación y midieron la calidad de las señales de grabación.

Los nanotubos PEDOT en el recubrimiento permiten que los electrodos funcionen con menos resistencia eléctrica que los sitios de electrodos metálicos actuales, lo que significa que pueden comunicarse más claramente con neuronas individuales.

"Los polímeros conductores son biocompatibles y tienen conductividad tanto electrónica como iónica, "Abidian dijo." Por lo tanto, Estos materiales son buenos candidatos para aplicaciones biomédicas como interfaces neuronales, biosensores y sistemas de administración de fármacos ".

En los experimentos, los investigadores de Michigan aplicaron nanotubos PEDOT a microelectrodos proporcionados por el Centro de Tecnología de Comunicación Neural de la U-M. Los recubrimientos de nanotubos PEDOT fueron desarrollados en el laboratorio de David C. Martin, ahora profesor adjunto de ciencia e ingeniería de materiales, ciencia e ingeniería macromolecular, e ingeniería biomédica. Martin es actualmente profesor Karl W. Böer y presidente del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Delaware.

Martin también es cofundador y director científico de Biotectix, una empresa derivada de U-M ubicada en Ann Arbor. La compañía está trabajando para comercializar recubrimientos conductores basados ​​en polímeros para una variedad de dispositivos biomédicos.

En experimentos anteriores, Abidian y sus colegas han demostrado que los nanotubos PEDOT pueden llevar consigo medicamentos para prevenir la encapsulación.

"Este estudio allana el camino para electrodos de grabación inteligentes que pueden administrar medicamentos para aliviar la respuesta inmune de la encapsulación, "Dijo Abidian.

Más información: Artículo científico:www3.interscience.wiley.com/cg… t / 122525755 / PDFSTART

Fuente:Universidad de Michigan