واجهات الجرافين الثورية تهدف إلى إحداث تحول في علم الأعصاب

رائدة الجرافين تعد التكنولوجيا العصبية التي طورها ICN2 والمتعاونون معه بإحراز تقدم تحويلي في علم الأعصاب والتطبيقات الطبية، مما يدل على واجهات عصبية عالية الدقة وتعديل الأعصاب المستهدف.

دراسة نشرت في تكنولوجيا النانو الطبيعة يقدم تقنية عصبية مبتكرة تعتمد على الجرافين مع إمكانية إحداث تأثير تحويلي في علم الأعصاب والتطبيقات الطبية. هذا البحث، الذي يقوده المعهد الكاتالوني لعلوم النانو وتكنولوجيا النانو (ICN2) بالتعاون مع جامعة برشلونة المستقلة (UAB) وشركاء وطنيين ودوليين آخرين، يجري تطويره حاليًا للتطبيقات العلاجية من خلال شركة INBRAIN Neuroelectronics المنفصلة.

الميزات الرئيسية لتقنية الجرافين

بعد سنوات من البحث في إطار مشروع الجرافين الرائد الأوروبي، قاد ICN2 بالتعاون مع جامعة مانشستر تطوير EGNITE (الجرافين الهندسي للواجهات العصبية)، وهي فئة جديدة من التكنولوجيا العصبية القابلة للزرع المرنة وعالية الدقة والقائمة على الجرافين. . النتائج التي نشرت مؤخرا في التكنولوجيا العصبية الطبيعة تهدف إلى المساهمة بالتقنيات المبتكرة في المشهد المزدهر للإلكترونيات العصبية وواجهات الدماغ والحاسوب.

تعتمد شركة EGNITE على الخبرة الواسعة لمخترعيها في التصنيع والترجمة الطبية للمواد الكربونية النانوية. تدمج هذه التقنية المبتكرة القائمة على الجرافين النانوي المسام عمليات التصنيع القياسية في صناعة أشباه الموصلات لتجميع أقطاب الجرافين الدقيقة التي يبلغ قطرها 25 ميكرومتر فقط. تُظهر أقطاب الجرافين الدقيقة مقاومة منخفضة وحقنًا عالي الشحن، وهي سمات أساسية للواجهات العصبية المرنة والفعالة.

التحقق من صحة الوظيفة قبل السريرية

أظهرت الدراسات ما قبل السريرية التي أجراها العديد من خبراء علم الأعصاب والطب الحيوي الذين اشتركوا مع ICN2، باستخدام نماذج مختلفة لكل من الجهاز العصبي المركزي والمحيطي، قدرة EGNITE على تسجيل إشارات عصبية عالية الدقة بوضوح ودقة استثنائيين، والأهم من ذلك، توفير درجة عالية من الاستهداف. تعديل العصب. يمثل المزيج الفريد من تسجيل الإشارات عالي الدقة والتحفيز العصبي الدقيق الذي توفره تقنية EGNITE تقدمًا حاسمًا محتملاً في العلاجات الإلكترونية العصبية.

يعالج هذا النهج المبتكر فجوة خطيرة في التكنولوجيا العصبية، والتي لم تشهد تقدمًا كبيرًا في المواد على مدى العقدين الماضيين. إن تطوير أقطاب EGNITE لديه القدرة على وضع الجرافين في طليعة المواد التكنولوجية العصبية.

التعاون الدولي والقيادة العلمية

تعتمد التكنولوجيا المقدمة اليوم على إرث Graphene Flagship، وهي مبادرة أوروبية سعت خلال العقد الماضي إلى تعزيز الريادة الإستراتيجية الأوروبية في التقنيات التي تعتمد على الجرافين والمواد الأخرى ثنائية الأبعاد. يقف وراء هذا الإنجاز العلمي جهد تعاوني بقيادة باحثي ICN2 داميا فيانا (الآن في INBRAIN Neuroelectronics)، وستيفن تي. والستون (الآن في جامعة جنوب كاليفورنيا)، وإدوارد ماسفيدال كودينا، تحت إشراف ICREA خوسيه أ. جاريدو. زعيم ICN2 المواد والأجهزة الإلكترونية المتقدمة المجموعة، وICREA كوستاس كوستاريلوس، زعيم ICN2 مختبر طب النانو وكلية الأحياء والطب والصحة في جامعة مانشستر (المملكة المتحدة). شارك في البحث كل من Xavier Navarro، وNatàlia de la Oliva، وBruno Rodríguez-Meana، وJaume del Valle، من معهد علوم الأعصاب وقسم البيولوجيا الخلوية وعلم وظائف الأعضاء والمناعة في جامعة برشلونة المستقلة (UAB).

يتضمن التعاون مساهمة من مؤسسات وطنية ودولية رائدة، مثل معهد الإلكترونيات الدقيقة في برشلونة – IMB-CNM (CSIC)، ومعهد الجرافين الوطني في مانشستر (المملكة المتحدة)، ومعهد جرينوبل لعلوم الأعصاب – جامعة غرونوبل ألب (فرنسا). ) وجامعة برشلونة. تم إجراء دمج التكنولوجيا في عمليات تصنيع أشباه الموصلات القياسية في غرفة الأبحاث الخاصة بالتصنيع الدقيق والنانوي في IMB-CNM (CSIC)، تحت إشراف باحث CIBER الدكتور Xavi Illa.

الترجمة السريرية: الخطوات التالية

تقنية EGNITE الموضحة في تكنولوجيا النانو الطبيعة تم تسجيل براءة اختراع المقال وترخيصه لشركة INBRAIN Neuroelectronics، وهي شركة فرعية مقرها في برشلونة من ICN2 وICREA، بدعم من IMB-CNM (CSIC). وتقود الشركة، وهي أيضًا شريك في مشروع Graphene Flagship، عملية ترجمة التكنولوجيا إلى تطبيقات ومنتجات سريرية. تحت إشراف الرئيس التنفيذي كارولينا أجيلار، تستعد شركة INBRAIN Neuroelectronics لإجراء التجارب السريرية الأولى على الإنسان لتقنية الجرافين المبتكرة هذه.

إن المشهد الصناعي والابتكاري في هندسة أشباه الموصلات في كاتالونيا، حيث تخطط الاستراتيجيات الوطنية الطموحة لبناء مرافق حديثة لإنتاج تقنيات أشباه الموصلات القائمة على المواد الناشئة، يوفر فرصة غير مسبوقة لتسريع ترجمة هذه النتائج المقدمة اليوم إلى نتائج سريرية. التطبيقات.

الملاحظات الختامية

ال تكنولوجيا النانو الطبيعة تصف المقالة تقنية عصبية مبتكرة قائمة على الجرافين يمكن ترقيتها باستخدام عمليات تصنيع أشباه الموصلات الراسخة، مما يحمل إمكانية إحداث تأثير تحويلي. يواصل ICN2 وشركاؤه تطوير التكنولوجيا الموصوفة وإنضاجها بهدف ترجمتها إلى تكنولوجيا عصبية علاجية فعالة ومبتكرة.

المرجع: “الأقطاب الكهربائية الدقيقة ذات الأغشية الرقيقة القائمة على الجرافين النانوية للتسجيل والتحفيز العصبي عالي الدقة في الجسم الحي” بقلم داميا فيانا وستيفن تي. والستون وإدوارد ماسفيدال كودينا وتشافي إيلا وبرونو رودريغيز ميانا وجاومي ديل فالي وأندرو هايوارد آبي دود، توماس لوريت، إليزابيت براتس ألفونسو، ناتاليا دي لا أوليفا، ماري بالما، إيلينا ديل كورو، ماريا ديل بيلار بيرنيكولا، إليسا رودريغيز لوكاس، توماس جينر، خوسيه مانويل دي لا كروز، ميغيل توريس ميراندا، فكرت تايغون. دوفان، نيكولا ريا، جاستن سبيرلينج، سارة مارتي سانشيز، ماريا كيارا سبادارو، كليمنت هيبرت، سينيد سافاج، جوردي أربيول، أنطون غيميرا برونيه، إم فيكتوريا بويج، بليز إيفرت، كزافييه نافارو، كوستاس كوستاريلوس وخوسيه أ. جاريدو، 11 يناير 2024, تكنولوجيا النانو الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41565-023-01570-5