革新的なグラフェン インターフェイスは神経科学の変革を目指す

リーダー グラフェン ICN2 とその共同研究者によって開発されたニューロテクノロジーは、高精度のニューラル インターフェイスと標的を絞った神経調節を実証し、神経科学と医療応用における革新的な進歩を約束します。

に発表された研究 自然ナノテクノロジー 神経科学と医療応用に変革的な影響を与える可能性のある革新的なグラフェンベースのニューロテクノロジーを紹介します。 この研究は、カタルーニャ州ナノサイエンス・ナノテクノロジー研究所（ICN2）がバルセロナ自治大学（UAB）およびその他の国内外のパートナーと協力して主導し、現在、スピンオフ会社INBRAINニューロエレクトロニクスを通じて治療用途向けに開発されています。

グラフェン技術の主な特徴

ヨーロッパグラフェンパイオニアプロジェクトの枠組み内での長年の研究を経て、ICN2はマンチェスター大学と協力して、柔軟で高解像度のグラフェンベースの新しい種類の移植可能なEGNITE（ニューラルインターフェース用エンジニアリンググラフェン）の開発を主導しました。ニューラルテクノロジー。 。 その結果は最近、 自然のニューロテクノロジー ニューロエレクトロニクスおよびブレインコンピューターインターフェースの繁栄に革新的な技術を貢献することを目指しています。

EGNITE は、カーボン ナノマテリアルの製造と医療翻訳における発明者の広範な経験に依存しています。 この革新的なグラフェン ナノ細孔ベースの技術は、半導体業界の標準製造プロセスを統合して、直径わずか 25 マイクロメートルのグラフェン微小電極を組み立てます。 グラフェン微小電極は、低い抵抗と高い電荷注入を示し、これは柔軟で効率的な神経インターフェースにとって不可欠な特徴です。

前臨床機能の検証

ICN2と提携した複数の神経科学および生物医学の専門家が、中枢神経系と末梢神経系の両方の異なるモデルを使用して実施した前臨床研究により、EGNITEが優れた明瞭さと精度で高解像度の神経信号を記録し、最も重要なことに、高度なターゲティングです。 神経の修正。 EGNITE テクノロジーによって提供される高解像度信号記録と正確な神経刺激の独自の組み合わせは、神経電子治療における潜在的に重要な進歩を表します。

この革新的なアプローチは、過去 20 年間にわたって材料に大きな進歩が見られなかったニューロテクノロジーの重大なギャップに対処します。 EGNITE 電極の開発は、グラフェンを神経工学材料の最前線に置く可能性を秘めています。

国際協力と科学的リーダーシップ

本日発表された技術は、過去 10 年にわたり、グラフェンやその他の 2D 材料に基づく技術における欧州の戦略的リーダーシップの強化を目指してきた欧州の取り組みであるグラフェン フラッグシップの遺産に基づいています。 この科学的進歩の背後には、ICN2 研究者のダミア ヴィアナ (現在は INBRAIN ニューロエレクトロニクス) とスティーブン T. Walston (現在は南カリフォルニア大学)、Eduard Masvidal Codina は ICREA の José A. ガリド。 ICN2リーダー 先端電子材料・デバイス グループ、および ICREA Costas Costarellos、ICN2 リーダー ナノメディシン研究室 マンチェスター大学（英国）の生物学・医学・健康学部。 バルセロナ自治大学（UAB）の神経科学研究所および細胞生物学・生理学・免疫学部のザビエル・ナバロ氏、ナタリア・デ・ラ・オリバ氏、ブルーノ・ロドリゲス＝メアナ氏、ジャウメ・デル・バジェ氏がこの研究に参加した。

このコラボレーションには、バルセロナのマイクロエレクトロニクス研究所 – IMB-CNM (CSIC)、マンチェスター国立グラフェン研究所 (英国)、グルノーブル神経科学研究所 – グルノーブル アルプ大学 (フランス) などの主要な国内および国際機関の貢献が含まれています。 。 ）とバルセロナ大学。 この技術の標準的な半導体製造プロセスへの統合は、CIBER 研究者のシャビ・イラ博士の監督の下、IMB-CNM のマイクロおよびナノ製造専用クリーンルーム (CSIC) で実行されました。

臨床翻訳: 次のステップ

EGNITE テクノロジーについては、 自然ナノテクノロジー この論文は、IMB-CNM (CSIC) の支援を受けて、ICN2 および ICREA のバルセロナ拠点子会社である INBRAIN Neuroelectronics に特許およびライセンス供与されました。 同社はグラフェンフラッグシッププロジェクトのパートナーでもあり、この技術の臨床応用および製品への応用を主導しています。 CEO の Carolina Aguilar の指揮の下、INBRAIN Neuroelectronics は、この革新的なグラフェン技術のファースト・イン・ヒューマン臨床試験を実施する準備を進めています。

カタルーニャ州の半導体工学における産業およびイノベーションの状況は、野心的な国家戦略により、新興材料に基づいた半導体技術生産のための最先端施設の建設が計画されており、本日発表されたこれらの成果の変換を加速する前例のない機会を提供しています。臨床転帰に反映します。 アプリケーション。

結論

の 自然ナノテクノロジー この記事では、確立された半導体製造プロセスを使用してスケールアップでき、変革的な影響をもたらす可能性を秘めた革新的なグラフェンベースのニューロテクノロジーについて説明しています。 ICN2 とそのパートナーは、効果的で革新的な治療用神経技術に変換することを目標として、記載された技術の開発と成熟を続けています。

参考文献: 「生体内での高解像度ニューロンの記録と刺激のためのグラフェン ナノスケール ベースの薄膜微小電極」Damia Viana および Stephen T. ウォルストン、エドワード・マスヴィダル・コディナ、シャビ・イーラ、ブルーノ・ロドリゲス・ミアナ、ハウメ・デル・ヴァジェ、アンドリュー・ヘイワード、アビー・ドッド、トーマス・ロレット、エリザベート・プラッツ・アルフォンソ、ナタリア・デ・ラ・オリバ、マリー・パルマ、エレナ・デル・コロ、マリア・デル・ピラール・ペルニコラ、エリサ・ロドリゲス・ルーカス、トーマス・ジェンナー、ホセ・マヌエル・デラクルス、ミゲル・トーレス・ミランダ、フィクレット・タイグン。 ドーフィン、ニコラ・レア、ジャスティン・スパーリング、サラ・マルティ・サンチェス、マリア・キアラ・スパダーロ、クレメント・ヒバート、シニード・サベージ、ジョルディ・アルビオル、アントン・ギメラ=ブルネ、M.ビクトリア・プイグ、ブレイズ・エベレット、ザビエル・ナバロ、コスタス・コスタレロス、ホセ・A. ガリード、2024 年 1 月 11 日、 自然ナノテクノロジー。
土井: 10.1038/s41565-023-01570-5