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革命性的石墨烯接口旨在改变神经科学

革命性的石墨烯接口旨在改变神经科学

一项突破性研究提出了由 ICN2 及其合作伙伴开发的基于石墨烯的创新神经技术,具有在神经科学和治疗应用方面取得重大进展的潜力。 (艺术家的概念图。)图片来源:SciTechDaily.com

领导者 石墨烯 ICN2 及其合作者开发的神经技术有望在神经科学和医学应用领域取得变革性进展,展示高精度神经接口和有针对性的神经调节。

研究发表于 自然纳米技术 提出了一种基于石墨烯的创新神经技术,有可能对神经科学和医学应用产生变革性影响。 这项研究由加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所 (ICN2) 领导,与巴塞罗那自治大学 (UAB) 和其他国内和国际合作伙伴合作,目前正在通过分拆公司 INBRAIN Neuro electronics 开发用于治疗应用。

石墨烯技术的主要特点

经过在欧洲石墨烯先锋项目框架内多年的研究,ICN2 与曼彻斯特大学合作,主导开发了 EGNITE(用于神经接口的工程石墨烯),这是一种新型柔性、高分辨率、基于石墨烯的植入物神经技术。 。 结果最近发表在 自然神经技术 它旨在为神经电子学和脑机接口的蓬勃发展贡献创新技术。

EGNITE 依赖其发明者在碳纳米材料制造和医学转化方面的丰富经验。 这种基于石墨烯纳米孔的创新技术集成了半导体行业的标准制造工艺,组装直径仅为25微米的石墨烯微电极。 石墨烯微电极具有低电阻和高电荷注入的特性,这是灵活高效的神经接口的基本特征。

临床前功能验证

由多位神经科学和生物医学专家与 ICN2 合作进行的临床前研究,使用中枢和周围神经系统的各种模型,证明了 EGNITE 能够以卓越的清晰度和精度记录高分辨率神经信号,最重要的是,提供针对性强。 神经改造。 EGNITE 技术提供的高分辨率信号记录和精确神经刺激的独特组合代表了神经电子疗法的潜在关键进步。

这种创新方法解决了神经技术领域的一个关键差距,在过去的二十年里,神经技术在材料方面没有取得重大进展。 EGNITE 电极的开发有可能将石墨烯置于神经技术材料的前沿。

国际合作和科学领导

今天介绍的技术建立在石墨烯旗舰项目的基础上,石墨烯旗舰项目是一项欧洲倡议,在过去十年中一直致力于加强欧洲在基于石墨烯和其他二维材料的技术方面的战略领导地位。 这一科学突破的背后是 ICN2 研究人员 Damia Viana(现就职于 INBRAIN Neuro electronics)和 Steven T. Walston(现就职于南加州大学)和 Eduard Masvidal Codina,在 ICREA 的 José A. 加里多。 ICN2 领导者 先进电子材料与器件 集团和ICREA Costas Costarellos,ICN2 领导人 纳米医学实验室 以及曼彻斯特大学(英国)生物、医学与健康学院。 来自巴塞罗那自治大学(UAB)神经科学研究所和细胞生物学、生理学和免疫学系的 Xavier Navarro、Natàlia de la Oliva、Bruno Rodríguez-Meana 和 Jaume del Valle 参与了这项研究。

此次合作包括来自领先的国内和国际机构的贡献,例如巴塞罗那微电子研究所 – IMB-CNM (CSIC)、曼彻斯特国家石墨烯研究所(英国)和格勒诺布尔神经科学研究所 – 格勒诺布尔阿尔卑斯大学(法国)。 )和巴塞罗那大学。 该技术与标准半导体制造工艺的集成是在 IMB-CNM 的专业微纳制造洁净室 (CSIC) 中在 CIBER 研究员 Xavi Illa 博士的监督下进行的。

临床翻译:后续步骤

EGNITE 技术描述于 自然纳米技术 该文章已获得 IMB-CNM (CSIC) 的支持,并已获得 ICN2 和 ICREA 位于巴塞罗那的子公司 INBRAIN Neuro electronics 的专利和许可。 该公司也是石墨烯旗舰项目的合作伙伴,正在主导将该技术转化为临床应用和产品。 在首席执行官 Carolina Aguilar 的指导下,INBRAIN Neuro electronics 正准备对这种创新石墨烯技术进行首次人体临床试验。

加泰罗尼亚半导体工程的工业和创新格局,雄心勃勃的国家战略计划建设最先进的设施,用于生产基于新兴材料的半导体技术,这为加速今天提出的这些成果的转化提供了前所未有的机会转化为临床结果。 应用。

结束语

自然纳米技术 该文章描述了一种基于石墨烯的创新神经技术,可以使用现有的半导体制造工艺进行扩展,具有产生变革性影响的潜力。 ICN2 及其合作伙伴继续开发和成熟所描述的技术,目标是将其转化为有效和创新的治疗神经技术。

参考文献:“用于体内高分辨率神经元记录和刺激的基于石墨烯纳米级的薄膜微电极”,作者:Damia Viana 和 Stephen T. 沃尔斯顿、爱德华·马斯维达尔·科迪纳、哈维·伊拉、布鲁诺·罗德里格斯·米安娜、豪姆·德尔·瓦莱、安德鲁·海沃德、艾比·多德、托马斯·洛雷特、伊丽莎白·普拉茨·阿方索、娜塔莉亚·德拉·奥利瓦、玛丽·帕尔玛、埃琳娜·德尔·科罗、玛丽亚·德尔·皮拉尔·佩尔尼科拉、埃丽莎·罗德里格斯·卢卡斯、 托马斯·詹纳、何塞·曼努埃尔·德拉克鲁斯、米格尔·托雷斯·米兰达、菲克莱特·泰根。 Dauphin、Nicola Rea、Justin Sperling、Sara Marti Sanchez、Maria Chiara Spadaro、Clement Hibbert、Sinead Savage、Jordi Arbiol、Anton Guimera-Brunet、M. Victoria Puig、Blaise Everett、Xavier Navarro、Costas Costarelos 和 José A. 加里多,2024 年 1 月 11 日, 自然纳米技术
号码:10.1038/s41565-023-01570-5

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