Une équipe de chercheurs de Lawrence Livermore et UC Davis a découvert que recouvrir une électrode neurale implantable avec de l'or nanoporeux pourrait éliminer le risque de formation de tissu cicatriciel sur la surface de l'électrode.

L'équipe a démontré que la nanostructure de l'or nanoporeux permet d'obtenir un couplage physique étroit des neurones en maintenant un rapport de couverture de surface neurone/astrocyte élevé. Un couplage physique étroit entre les neurones et l'électrode joue un rôle crucial dans l'enregistrement de la fidélité de l'activité électrique neuronale. Les résultats sont présentés sur la couverture de la revue Matériaux appliqués et interfaces .

Interfaces neuronales (par exemple, électrodes implantables ou réseaux d'électrodes multiples) sont apparus comme des outils de transformation pour surveiller et modifier l'électrophysiologie neuronale, tant pour les études fondamentales du système nerveux, et pour diagnostiquer et traiter les troubles neurologiques. Ces interfaces nécessitent une faible impédance électrique pour réduire le bruit de fond et un couplage électrode-neurone étroit pour une fidélité d'enregistrement améliorée.

La conception d'interfaces neuronales qui maintiennent un couplage physique étroit des neurones à une surface d'électrode reste un défi majeur pour les réseaux d'électrodes d'enregistrement neuronal implantables et in vitro. Un obstacle important au maintien d'un couplage neurone-électrode robuste est l'encapsulation de l'électrode par le tissu cicatriciel.

Typiquement, les revêtements d'électrode nanostructurés à faible impédance reposent sur des indices chimiques provenant de produits pharmaceutiques ou de peptides immobilisés en surface pour supprimer la formation de tissu cicatriciel glial sur la surface de l'électrode, ce qui est un obstacle à un couplage neurone-électrode fiable.

Cependant, l'équipe a découvert que l'or nanoporeux, produit par un processus de corrosion d'alliage, est un candidat prometteur pour réduire la formation de tissu cicatriciel sur la surface de l'électrode uniquement par la topographie en tirant parti de son échelle de longueur réglable.

"Nos résultats montrent que la topographie de l'or nanoporeux, pas la chimie de surface, réduit la couverture de surface des astrocytes, " a déclaré Monika Biener, l'un des auteurs LLNL de l'article.

L'or nanoporeux a suscité un grand intérêt pour son utilisation dans les capteurs électrochimiques, plates-formes catalytiques, études fondamentales de propriété-structure à l'échelle nanométrique et libération de médicaments réglable. Il présente également une surface efficace élevée, taille de pores réglable, chimie conjuguée bien définie, conductivité électrique élevée et compatibilité avec les techniques de fabrication traditionnelles.

"Nous avons découvert que l'or nanoporeux réduit la couverture des cicatrices mais maintient également une couverture neuronale élevée dans un modèle de co-culture neurone-glie in vitro, " a déclaré Juergen Biener, l'autre auteur LLNL de l'article. "Plus généralement, l'étude démontre une nouvelle surface pour soutenir les cultures neuronales sans l'utilisation de suppléments de milieu de culture pour réduire la prolifération des cicatrices."