ANN ARBOR, Mich .--- Implantes cerebrais que podem registrar com mais clareza os sinais dos neurônios ao redor em ratos foram criados na Universidade de Michigan. As descobertas podem levar a um tratamento mais eficaz de distúrbios neurológicos, como doença de Parkinson e paralisia.

Os eletrodos neurais devem funcionar por períodos que variam de horas a anos. Quando os eletrodos são implantados, o cérebro reage primeiro à lesão aguda com uma resposta inflamatória. Em seguida, o cérebro se estabelece em uma cura de feridas, ou crônico, resposta.

É durante essa resposta secundária que o tecido cerebral começa a encapsular o eletrodo, cortando-o da comunicação com os neurônios circundantes.

Os novos implantes cerebrais desenvolvidos na U-M são revestidos com nanotubos feitos de poli (3, 4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT), um polímero biocompatível e eletricamente condutor que demonstrou registrar sinais neurais melhor do que eletrodos de metal convencionais.

Os pesquisadores da U-M descobriram que os nanotubos PEDOT aumentaram a atividade da unidade de alta qualidade (relação sinal-ruído> 4) cerca de 30 por cento a mais do que os sites não revestidos. Eles também descobriram que, com base em dados de impedância in vivo, Os nanotubos PEDOT podem ser usados ​​como um novo método de biossensorio para indicar a transição entre as respostas agudas e crônicas no tecido cerebral.

Os resultados são apresentados no artigo de capa da edição de 5 de outubro da revista. Materiais avançados . O artigo é intitulado, "Interface de Nanotubos de Polímero Condutor com o Sistema Nervoso Central:Registro Neural Crônico usando Nanotubos de Poli (3-4-etilenodioxitiofeno)."

"Microeletrodos implantados no cérebro estão cada vez mais sendo usados ​​para tratar distúrbios neurológicos, "disse Mohammad Reza Abidian, um pesquisador de pós-doutorado trabalhando com o Professor Daryl Kipke no Laboratório de Engenharia Neural do Departamento de Engenharia Biomédica da U-M.

"Além disso, esses eletrodos habilitam dispositivos neuroprotéticos, que mantêm a promessa de devolver a funcionalidade a indivíduos com lesões na medula espinhal e doenças neurodegenerativas. Contudo, a aplicação crônica robusta e confiável de eletrodos neurais permanece um desafio. "

No experimento, os pesquisadores implantaram dois microeletrodos neurais no cérebro de três ratos. Os nanotubos PEDOT foram fabricados na superfície de todos os outros locais de gravação usando um método de modelagem de nanofibras. Ao longo de sete semanas, os pesquisadores monitoraram a impedância elétrica dos locais de gravação e mediram a qualidade dos sinais de gravação.

Os nanotubos PEDOT no revestimento permitem que os eletrodos operem com menos resistência elétrica do que os locais dos eletrodos de metal atuais, o que significa que eles podem se comunicar mais claramente com neurônios individuais.

"Os polímeros condutores são biocompatíveis e possuem condutividade eletrônica e iônica, "Abidian disse." Portanto, esses materiais são bons candidatos para aplicações biomédicas, como interfaces neurais, biossensores e sistemas de liberação de drogas. "

Nos experimentos, os pesquisadores de Michigan aplicaram nanotubos PEDOT a microeletrodos fornecidos pelo U-M Center for Neural Communication Technology. Os revestimentos de nanotubos PEDOT foram desenvolvidos no laboratório de David C. Martin, agora professor adjunto de ciência e engenharia de materiais, ciência macromolecular e engenharia, e engenharia biomédica. Martin é atualmente Professor Karl W. Böer e Presidente do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Delaware.

Martin também é cofundador e diretor científico da Biotectix, uma empresa spinoff da U-M localizada em Ann Arbor. A empresa está trabalhando para comercializar revestimentos à base de polímeros condutores para uma variedade de dispositivos biomédicos

Em experimentos anteriores, Abidian e seus colegas demonstraram que os nanotubos PEDOT podem levar consigo drogas para prevenir o encapsulamento.

"Este estudo abre caminho para eletrodos de registro inteligentes que podem fornecer drogas para aliviar a resposta imunológica de encapsulamento, "Abidian disse.

Mais Informações: Artigo científico:www3.interscience.wiley.com/cg… t / 122525755 / PDFSTART

Fonte:Universidade de Michigan