(Phys.org) — La modification de la texture et des caractéristiques de surface d'un matériau semi-conducteur à l'échelle nanométrique peut influencer la façon dont les cellules neurales se développent sur le matériau.

La découverte découle d'une étude réalisée par des chercheurs de la North Carolina State University, l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et l'Université Purdue, et peut avoir une utilité pour le développement de futurs implants neuraux.

"Nous voulions savoir comment la texture et la structure d'un matériau peuvent influencer l'adhésion et la différenciation cellulaires, " dit Lauren Bain, auteur principal d'un article décrivant le travail et d'un doctorat. étudiant dans le programme conjoint de génie biomédical à NC State et UNC-Chapel Hill. "Essentiellement, nous voulions savoir si la modification des caractéristiques physiques à la surface d'un semi-conducteur pouvait faciliter l'intégration d'un implant dans le tissu neural - ou les tissus mous en général."

Les chercheurs ont travaillé avec du nitrure de gallium (GaN), car il s'agit de l'un des matériaux semi-conducteurs les plus prometteurs pour une utilisation dans des applications biomédicales. Ils ont également travaillé avec des cellules PC12, qui sont des cellules modèles utilisées pour imiter le comportement des neurones dans les expériences de laboratoire.

Dans l'étude, les chercheurs ont cultivé des cellules PC12 sur des carrés de GaN avec quatre caractéristiques de surface différentes :certains carrés étaient lisses; certains avaient des rainures parallèles (ressemblant à un motif de velours côtelé irrégulier); certains étaient texturés au hasard (ressemblant à une chaîne de montagnes à l'échelle nanométrique); et certains étaient recouverts de nanofils (ressemblant à un lit de clous à l'échelle nanométrique).

Très peu de cellules PC12 ont adhéré à la surface lisse. Et ceux qui ont adhéré ont grandi normalement, formant longue, extensions étroites. Plus de cellules PC12 collées aux carrés avec des rainures parallèles, et ces cellules se sont également développées normalement.

Environ le même nombre de cellules PC12 adhéraient aux carrés texturés de manière aléatoire qu'aux rainures parallèles. Cependant, ces cellules ne se sont pas développées normalement. Au lieu de former des extensions étroites, les cellules s'aplatissent et s'étendent sur la surface du GaN dans toutes les directions.

Plus de cellules PC12 ont adhéré aux carrés de nanofils qu'à aucune des autres surfaces, mais seulement 50 pour cent des cellules se sont développées normalement. Les 50 pour cent restants se sont répandus dans toutes les directions, comme les cellules sur les surfaces texturées au hasard.

"Cela nous indique que la forme réelle des caractéristiques de surface influence le comportement des cellules, " Dit Bain. "C'est un moyen non chimique d'influencer l'interaction entre le matériau et le corps. C'est quelque chose que nous pouvons explorer alors que nous continuons à travailler pour développer de nouvelles technologies biomédicales. »