Avec un intérêt scientifique et médical croissant pour la communication avec le système nerveux, la demande augmente pour des dispositifs biomédicaux capables de mieux enregistrer et stimuler le système nerveux, ainsi que de délivrer des médicaments et des biomolécules à des dosages précis.

Des chercheurs de l'Université de Houston et de l'Université d'État de Pennsylvanie ont signalé une nouvelle technique de fabrication de dispositifs neuronaux biocompatibles qui permet un réglage plus précis des performances électriques des sondes neurales, ainsi que des propriétés améliorées pour l'administration de médicaments.

"Pendant des années, les scientifiques ont essayé d'interagir avec le système nerveux, diagnostiquer la maladie de Parkinson, épilepsie, sclérose en plaque, tumeurs cérébrales et autres troubles et maladies neuraux plus tôt, " a déclaré Mohammad Reza Abidian, professeur agrégé de génie biomédical à l'UH et auteur principal d'un article décrivant la technique de fabrication dans la revue Matériaux avancés . "Dans notre laboratoire, nous créons des micro- et nano-dispositifs pour communiquer avec les neurones."

Abidian a déclaré que la nouvelle méthode de fabrication permet aux chercheurs de contrôler avec précision la morphologie de surface des microcupules en polymère conducteur, l'amélioration des performances. Ils ont utilisé des méthodes d'électrodéposition et d'électrodéposition pour fabriquer des microcuvettes en polymère conducteur à la surface de la bioélectronique.

"Nous avons découvert qu'en faisant varier la quantité de courant électrique et la durée du temps de dépôt de ces polymères conducteurs, nous pouvons changer la taille, épaisseur et rugosité, qui est liée aux propriétés électriques du polymère, ", a-t-il déclaré. "Nous montrons que des microcuvettes en polymère conductrices peuvent améliorer considérablement les performances électriques des bioélectrodes."

Les polymères typiques sont souvent utilisés comme matériau isolant car ils ne conduisent généralement pas l'électricité. La découverte des polymères conducteurs électroniques dans les années 1970 a été récompensée par le prix Nobel de chimie en 2000.

« La principale exigence des dispositifs neuronaux est de fournir des électrodes à haute densité qui sont biologiquement compatibles avec le tissu neuronal, transduire efficacement les signaux biologiques en signaux électroniques, et restent fonctionnels pendant de longues périodes, ", ont écrit les chercheurs.

Mais la technologie actuelle repose encore sur des matériaux métalliques, qui sont hautement conducteurs mais incompatibles avec le tissu neural. La miniaturisation requise pour les appareils limite également les performances électriques, dit Abidian.

Polymères conducteurs, en revanche, mieux imiter les tissus biologiques de quatre manières :leurs propriétés mécaniques douces simulent celles des structures biologiques; leur conductivité mixte électronique/ionique favorise une transduction efficace du signal; leur transparence permet l'utilisation simultanée de techniques d'analyse optique; et leur fonctionnalisation facile avec des biomolécules aide à ajuster les réponses biologiques.

La nouvelle méthode de fabrication implique l'électropulvérisation de poly microsphères monodispersées sur des substrats d'or, suivi d'un processus de polymérisation électrochimique. Ensuite, les chercheurs maîtrisent le champ électrique appliqué à la fabrication de microcuvettes en polymère conducteur, Abidian a dit, ce qui leur a permis de contrôler la morphologie de la surface.