واجهات الجرافين الثورية تهدف إلى إحداث تحول في علم الأعصاب

وضع حجر الأساس الجرافين تعد التكنولوجيا العصبية التي طورها ICN2 والمتعاونون معه بإحراز تقدم تحويلي في علم الأعصاب والتطبيقات السريرية، مما يدل على واجهات عصبية عالية الدقة وتعديل عصبي مستهدف.

دراسة نشرت في تكنولوجيا النانو الطبيعة يقدم تقنية عصبية مبتكرة تعتمد على الجرافين والتي يمكن أن يكون لها تأثير تحويلي على علم الأعصاب والتطبيقات السريرية. يتم حاليًا تطوير هذا البحث، بالتعاون مع المعهد الكاتالوني لعلوم النانو وتكنولوجيا النانو (ICN2) وجامعة برشلونة المستقلة (UAB) وشركاء وطنيين ودوليين آخرين، للتطبيقات العلاجية بواسطة شركة INBRAIN Neuroelectronics المنفصلة.

الملامح الرئيسية لتكنولوجيا الجرافين

بعد سنوات من البحث في إطار مشروع الجرافين الأوروبي الرائد، قاد ICN2 بالتعاون مع جامعة مانشستر تطوير EGNITE (هندسة الجرافين للواجهات العصبية)، وهي فئة جديدة من الجرافين العصبي القابل للزرع والمرن عالي الدقة. تكنولوجيا. . النتائج التي نشرت مؤخرا في التكنولوجيا العصبية الطبيعية يهدف إلى المساهمة بالتقنيات المبتكرة في المشهد المزدهر للإلكترونيات العصبية وواجهات الدماغ والحاسوب.

تعتمد شركة EGNITE على الخبرة الواسعة لمخترعيها في التصنيع والترجمة السريرية للمواد النانوية الكربونية. تجمع هذه التقنية المبتكرة التي تعتمد على الجرافين النانوي بين جودة عمليات التصنيع في صناعة أشباه الموصلات لتجميع أقطاب الجرافين الدقيقة التي يبلغ قطرها 25 ميكرومتر فقط. تظهر أقطاب الجرافين الدقيقة مقاومة منخفضة وحقنًا عالي الشحن، وهي سمات أساسية للواجهات العصبية المرنة والفعالة.

التحقق المسبق من النشاط

أظهرت الدراسات قبل السريرية التي أجراها العديد من علماء الأعصاب وخبراء الطب الحيوي بالشراكة مع ICN2 قدرة EGNITE على تسجيل إشارات عصبية عالية الدقة بوضوح ودقة استثنائيين، باستخدام نماذج مختلفة لكل من الجهاز العصبي المركزي والمحيطي. التعديل العصبي. يمثل المزيج الفريد من تسجيل الإشارات عالي الدقة والتحفيز الدقيق للأعصاب الذي توفره تقنية EGNITE تقدمًا مهمًا في العلاج الإلكتروني العصبي.

يعالج هذا النهج المبتكر فجوة مهمة في التكنولوجيا العصبية، والتي لم تشهد تقدمًا كبيرًا في المواد على مدى العقدين الماضيين. إن تطوير أقطاب EGNITE لديه القدرة على وضع الجرافين في طليعة مواد التكنولوجيا العصبية.

التعاون الدولي والريادة العلمية

تعتمد التكنولوجيا المعروضة اليوم على إرث شركة الجرافين الرائدة، والتي سعت خلال العقد الماضي إلى تطوير القيادة الإستراتيجية الأوروبية في التقنيات التي تعتمد على الجرافين والمواد الأخرى ثنائية الأبعاد. وراء هذا الإنجاز العلمي، باحثو ICN2 تاميا فيانا (الآن في INBRAIN Neuroelectronics)، ستيفن د. ICREA هو جهد مشترك تحت إشراف خوسيه أ. جاريدو، بقيادة والستون (الذي يعمل الآن في جامعة جنوب كاليفورنيا)، وإدوارد ماسفيدال كودينا. رئيس ICN2 المنتجات والأجهزة الإلكترونية المتقدمة اللجنة، وICREA كوستاس كوستاريلوس، رئيس ICN2 مختبر طب النانو وكلية الأحياء والطب والصحة في جامعة مانشستر (المملكة المتحدة). شارك في البحث كزافييه نافارو، وناتاليا دي لا أوليفا، وبرونو رودريغيز مينا، وخايمي ديل فالي من قسم البيولوجيا الخلوية وعلم وظائف الأعضاء والمناعة في معهد علوم الأعصاب وجامعة برشلونة المستقلة (UAB).

يتضمن التعاون مساهمات من مؤسسات وطنية ودولية رائدة مثل معهد الإلكترونيات الدقيقة في برشلونة – IMP-CNM (CSIC)، ومعهد الجرافين الوطني في مانشستر (المملكة المتحدة)، ومعهد جرينوبل لعلوم الأعصاب – جامعة جرينوبل ألب (فرنسا). ) وجامعة برشلونة. تم إجراء التكامل الفني في عمليات تصنيع أشباه الموصلات القياسية في غرفة الأبحاث للتصنيع الدقيق والنانوي في IMB-CNM (CSIC) تحت إشراف باحث CIBER الدكتور سافي إيلا.

الترجمة السريرية: الخطوات التالية

تقنية EGNITE الموضحة في تكنولوجيا النانو الطبيعة تم تسجيل براءة اختراع المقال وترخيصه لشركة INBRAIN Neuroelectronics، وهي شركة منبثقة عن ICN2 وICREA ومقرها برشلونة بدعم من IMP-CNM (CSIC). وباعتبارها شريكًا في مشروع الجرافين الرائد، تعد الشركة رائدة في ترجمة التكنولوجيا إلى تطبيقات ومنتجات طبية. تحت إشراف الرئيس التنفيذي كارولينا أغيلار، تستعد شركة INBRAIN Neuroelectronics لإجراء تجارب سريرية هي الأولى على الإنسان لتقنية الجرافين المبتكرة هذه.

يتمتع المشهد الصناعي والابتكاري لهندسة أشباه الموصلات في كاتالونيا باستراتيجيات وطنية طموحة لبناء أحدث المرافق لإنتاج تقنيات أشباه الموصلات القائمة على المواد الناشئة، مما يوفر فرصة غير مسبوقة لتسريع ترجمة هذه النتائج إلى الطب. التطبيقات.

ملاحظات ختامية

ال تكنولوجيا النانو الطبيعة تصف الورقة تقنية عصبية جديدة تعتمد على الجرافين والتي يمكن تحسينها باستخدام عمليات تصنيع أشباه الموصلات الراسخة، والتي لديها القدرة على إحداث تأثير تحويلي. يواصل ICN2 وشركاؤه تطوير التكنولوجيا الموصوفة وإنضاجها بهدف ترجمتها إلى تكنولوجيا عصبية علاجية فعالة ومبتكرة حقًا.

المرجع: تاميا فيانا، ستيفن د. والستون، إدوارد ماسفيدال كودينا، تشافي إيلا، برونو رودريجيز مينا، أندرو هاليفارد، “أقطاب كهربائية دقيقة ذات أغشية رقيقة تعتمد على الجرافين النانوي لتسجيل وتحفيز الخلايا العصبية عالية الدقة في الجسم الحي”، آبي تود، توماس لوريت، إليزابيث براتس ألفونسو، ناتاليا دي لا أوليفا، ماري بالما، إيلينا ديل كورو، ماريا ديل بيلار بيرنيكولا، إليسا رودريجيز لوكاس، توماس جينر، خوسيه مانويل دي لا كروز، ميغيل تايغيريز دوان، نيكولا ريا، جاستن سبيرلينج، سارة مارتي سانشيز، ماريا كيارا سباتارو، كليمنت هيبرت، سينيد سافاج، جوردي أربيول، أنطون غيميرا برونيت، م. فيكتوريا بويج، بليز يفرد، كزافييه نافارو، كوستاس كوستار. 11 يناير 2024, تكنولوجيا النانو الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41565-023-01570-5