ANN ARBOR, Mich. --- Des implants cérébraux qui peuvent enregistrer plus clairement les signaux des neurones environnants chez les rats ont été créés à l'Université du Michigan. Les résultats pourraient éventuellement conduire à un traitement plus efficace des troubles neurologiques tels que la maladie de Parkinson et la paralysie.

Les électrodes neurales doivent fonctionner pendant des périodes allant de quelques heures à plusieurs années. Lorsque les électrodes sont implantées, le cerveau réagit d'abord à la blessure aiguë par une réponse inflammatoire. Alors le cerveau s'installe dans une cicatrisation, ou chronique, réponse.

C'est au cours de cette réponse secondaire que le tissu cérébral commence à encapsuler l'électrode, le coupant de la communication avec les neurones environnants.

Les nouveaux implants cérébraux développés à U-M sont recouverts de nanotubes en poly(3, 4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT), un polymère biocompatible et électriquement conducteur qui enregistre mieux les signaux neuronaux que les électrodes métalliques conventionnelles.

Les chercheurs de l'U-M ont découvert que les nanotubes PEDOT amélioraient l'activité unitaire de haute qualité (rapport signal/bruit> 4) environ 30 pour cent de plus que les sites non couchés. Ils ont également constaté que, sur la base des données d'impédance in vivo, Les nanotubes PEDOT pourraient être utilisés comme nouvelle méthode de biodétection pour indiquer la transition entre les réponses aiguës et chroniques dans le tissu cérébral.

Les résultats sont présentés dans l'article de couverture du numéro du 5 octobre de la revue Matériaux avancés . Le papier est intitulé, "Interfaçage de nanotubes de polymère conducteur avec le système nerveux central :enregistrement neuronal chronique à l'aide de nanotubes de poly (3-4-éthylènedioxythiophène)."

« Les microélectrodes implantées dans le cerveau sont de plus en plus utilisées pour traiter les troubles neurologiques, " a déclaré Mohammad Reza Abidian, un chercheur post-doctoral travaillant avec le professeur Daryl Kipke dans le laboratoire de génie neuronal du département de génie biomédical de l'UM.

"De plus, ces électrodes permettent des dispositifs neuroprothétiques, qui promettent de rendre la fonctionnalité aux personnes atteintes de lésions de la moelle épinière et de maladies neurodégénératives. Cependant, L'application chronique robuste et fiable d'électrodes neurales reste un défi."

Dans l'expérience, les chercheurs ont implanté deux microélectrodes neurales dans le cerveau de trois rats. Des nanotubes PEDOT ont été fabriqués à la surface de chaque autre site d'enregistrement en utilisant une méthode de modélisation de nanofibres. Pendant sept semaines, les chercheurs ont surveillé l'impédance électrique des sites d'enregistrement et mesuré la qualité des signaux d'enregistrement.

Les nanotubes PEDOT dans le revêtement permettent aux électrodes de fonctionner avec moins de résistance électrique que les sites d'électrodes métalliques actuels, ce qui signifie qu'ils peuvent communiquer plus clairement avec les neurones individuels.

"Les polymères conducteurs sont biocompatibles et ont à la fois une conductivité électronique et ionique, " Abidian a dit. " Par conséquent, ces matériaux sont de bons candidats pour des applications biomédicales telles que les interfaces neuronales, biocapteurs et systèmes d'administration de médicaments."

Dans les expériences, les chercheurs du Michigan ont appliqué des nanotubes PEDOT à des microélectrodes fournies par le U-M Center for Neural Communication Technology. Les revêtements de nanotubes PEDOT ont été développés dans le laboratoire de David C. Martin, maintenant professeur adjoint de science et d'ingénierie des matériaux, science et ingénierie macromoléculaires, et génie biomédical. Martin est actuellement professeur Karl W. Böer et président du département de science et ingénierie des matériaux à l'Université du Delaware.

Martin est également co-fondateur et directeur scientifique de Biotectix, une entreprise dérivée de U-M située à Ann Arbor. La société travaille à la commercialisation de revêtements à base de polymères conducteurs pour une variété de dispositifs biomédicaux

Dans les expériences précédentes, Abidian et ses collègues ont montré que les nanotubes PEDOT pouvaient emporter avec eux des médicaments pour empêcher l'encapsulation.

"Cette étude ouvre la voie à des électrodes d'enregistrement intelligentes qui peuvent administrer des médicaments pour atténuer la réponse immunitaire de l'encapsulation, ", a déclaré Abidian.

Plus d'information: Article scientifique :www3.interscience.wiley.com/cg … t/122525755/PDFSTART

Source :Université du Michigan