Fonte: Sci-x
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I ciechi vedono, gli zoppi camminano, i sordi sentono: in futuro, impianti neurali potrebbero sostituire nell’occhio o nell’orecchio le cellule sensoriali distrutte.
Una delle maggiori sfide da affrontare sta nel progettare l'interfaccia tra la tecnologia medica e tessuti umani. Allo scopo di superare i limiti dei modelli esistenti, scienziati provenienti del centro di Ricerca Jülich e altre undici istituzioni, coinvolte nel progetto NeuroCare iniziato il 1° marzo 2012, svilupperanno nuove biointerfacce fatte di carbonio.
Per diversi anni, i ricercatori biomedici hanno lavorato su impianti per compensare i danni al sistema nervoso, causati da un incidente o una malattia. Loro si concentrano fondamentalmente su strumenti che correggono i problemi con le capacità cognitive di base, come una perdita o forte diminuzione della vista o della capacità di sentire. Inoltre, questi strumenti possono anche essere utilizzati per trattare lesioni traumatiche alla colonna vertebrale, l’epilessia resistenti ai farmaci, disturbi psichiatrici e malattie neurodegenerative croniche.
Tuttavia, la tecnologia è ancora in una fase di evoluzione. Ciò che rende così difficile l’implementazione di nuovi sistemi è la connessione tra i tessuti vivi e i circuiti elettrici, attraverso strutture cellulari flessibili contenenti acqua da un lato e rigidi elettrodi solidi sull'altro lato. Il NeuroCare, pertanto, utilizza materiali a base di carbonio, poiché sono più adatti a scopi medici, rispetto ai metalli o al silicio, convenzionalmente usati.
"Ci concentriamo sullo sviluppo di nuove biointerfacce a base di carbonio, che sono accettate con meno difficoltà dal tessuto vivo e causano anche meno problemi dovuti all’inquinamento biologico, la contaminazione batterica", dice il professor Andreas Offenhäusser, direttore del settore di Bioelettronica all’Istituto dei Sistemi Complessi (ICS-8) e dell’Istituto Peter Grünberg (PGI-8) del Centro di Ricerca Jülich. I materiali a base di carbonio sono economici, biologicamente inerti, robusti e dotati di molte proprietà elettriche, da quelle simili ai metalli, a quelle dei semiconduttori o isolanti.Per diversi anni, i ricercatori biomedici hanno lavorato su impianti per compensare i danni al sistema nervoso, causati da un incidente o una malattia. Loro si concentrano fondamentalmente su strumenti che correggono i problemi con le capacità cognitive di base, come una perdita o forte diminuzione della vista o della capacità di sentire. Inoltre, questi strumenti possono anche essere utilizzati per trattare lesioni traumatiche alla colonna vertebrale, l’epilessia resistenti ai farmaci, disturbi psichiatrici e malattie neurodegenerative croniche.
Tuttavia, la tecnologia è ancora in una fase di evoluzione. Ciò che rende così difficile l’implementazione di nuovi sistemi è la connessione tra i tessuti vivi e i circuiti elettrici, attraverso strutture cellulari flessibili contenenti acqua da un lato e rigidi elettrodi solidi sull'altro lato. Il NeuroCare, pertanto, utilizza materiali a base di carbonio, poiché sono più adatti a scopi medici, rispetto ai metalli o al silicio, convenzionalmente usati.
Per ottimizzare il contatto con il tessuto biologico, i ricercatori hanno pianificato di eseguire sperimenti con materiali flessibili e testare le diverse strutture superficiali, su scala nanometrica. Entro i prossimi tre anni, all’interno del progetto, dovranno nascere prototipi per impiantati della retina, della corteccia e della coclea, che possano essere sviluppati e messi sul mercato nei successivi dieci anni.
I ricercatori dello Jülich hanno già usato con successo materiali per implantati basati sul carbonio, alla fine del 2011, prima del lancio del progetto NeuroCare. Insieme con gli scienziati di Monaco, hanno cresciuto cellule cardiache su un chip biocompatibile fatto di grafene. Questo materiale è stato studiato a fondo soltanto dal 2004 ed è costituito da molecole grandi, tipo tappeto, di carbonio puro. "Abbiamo scoperto che le cellule cardiache si comportano molto bene sul chip di grafene e che sviluppano una eccellente pulsazione", dice il biologo Dr. Jülich Vanessa Maybeck. In confronto a componenti di silicio, il rumore nei chip di garfene è molto inferiore.
Testo originario integrale e immagini:
http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2012/12-03-01NeuroCare.html;jsessionid=9B8191322D8F96054A16388C52F804B8
Prof. Andreas Offenhäusser
Tel.: 0049-2461 61-2330
email : a.offenhaeusser@fz-juelich.de
Dr. Vanessa Maybeck
Tel.: 0049-2461 61-3895
email : v.maybeck@fz-juelich.de
Contatto stampa:
Tobias Schlößer
Tel.: 0049-2461 61-4771
email : t.schloesser@fz-juelich.de
Foto: Forschungszentrum Jülich
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