Modifications du photocourant avant et après l'exposition à la lumière UV. La photoconductivité persistante est démontrée même des heures après que la lumière UV a été éteinte. Ceci est illustré par les pictogrammes montrant des porteurs de charge qui entrent en contact avec les cellules à l'interface lors d'expériences in vitro. Crédit :Université d'État de Caroline du Nord
Des chercheurs de la North Carolina State University ont développé une nouvelle approche pour manipuler le comportement des cellules sur des matériaux semi-conducteurs, en utilisant la lumière pour modifier la conductivité du matériau lui-même.
"Il y a beaucoup d'intérêt à pouvoir contrôler le comportement des cellules par rapport aux semi-conducteurs - c'est l'idée sous-jacente de la bioélectronique, " dit Albena Ivanisevic, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord et auteur correspondant d'un article sur le travail. "Notre travail ici ajoute effectivement un autre outil à la boîte à outils pour le développement de nouveaux dispositifs bioélectroniques."
La nouvelle approche utilise un phénomène appelé photoconductivité persistante. Les matériaux qui présentent une photoconductivité persistante deviennent beaucoup plus conducteurs lorsque vous les éclairez. Lorsque la lumière est supprimée, il faut beaucoup de temps au matériau pour retrouver sa conductivité d'origine.
Lorsque la conductivité est élevée, la charge à la surface du matériau augmente. Et cette charge de surface accrue peut être utilisée pour amener les cellules à adhérer à la surface.
"Ce n'est qu'une façon de contrôler l'adhésion des cellules à la surface d'un matériau, ", dit Ivanisevic. "Mais il peut être utilisé en conjonction avec d'autres, telles que l'ingénierie de la rugosité de la surface du matériau ou la modification chimique du matériau."
Pour cette étude, les chercheurs ont démontré que les trois caractéristiques peuvent être utilisées ensemble, travailler avec un substrat de nitrure de gallium et des cellules PC12 - une gamme de cellules modèles largement utilisées dans les tests bioélectroniques.
Les chercheurs ont testé deux groupes de substrats de nitrure de gallium identiques, sauf qu'un groupe a été exposé à la lumière UV - déclenchant ses propriétés de photoconductivité persistante - tandis que le deuxième groupe ne l'a pas été.
"Il y avait un clair, différence quantitative entre les deux groupes - plus de cellules adhéraient aux matériaux qui avaient été exposés à la lumière, ", dit Ivanisevic.
« Ceci est un document de preuve de concept, ", déclare Ivanisevic. "Nous devons maintenant explorer comment concevoir la topographie et l'épaisseur du matériau semi-conducteur afin d'influencer la photoconductivité persistante et la rugosité du matériau. Finalement, nous voulons offrir un meilleur contrôle de l'adhésion et du comportement des cellules."
