I microelettrodi neurali sono dispositivi impiantati cruciali per lo scambio di informazioni tra sistemi biologici interni e dispositivi esterni. Tuttavia, la loro affidabilità e funzionalità a lungo termine dipendono da vari fattori come, tra gli altri, la biocompatibilità, la stabilità meccanica e la stabilità elettrochimica. Per migliorare le prestazioni degli elettrodi neurali, un team di ricercatori ha esplorato un nuovo approccio che prevede la modifica dell'interfaccia dell'elettrodo con polimero conduttivo modificatonanoparticelle d'oro. In questo articolo discuteremo di come sono riusciti a raggiungere questo obiettivo e del suo potenziale impatto sullo sviluppo degli elettrodi neurali di prossima generazione.
I ricercatori hanno utilizzato la deposizione elettrochimica in situ per creare uno strato di nanoparticelle d'oro sull'interfaccia dell'elettrodo. Hanno poi utilizzato principi di autoassemblaggio per introdurre gruppi funzionali di acido carbossilico sulla superficie delle nanoparticelle. Il passo successivo prevedeva l’uso della polimerizzazione elettrochimica per collegare saldamente il polimero conduttore caricato positivamente sulla superficie delle nanoparticelle, formando così uno strato di modifica dell’interfaccia neurale PEDOT/3-MPA-Au.
Dopo test rigorosi, l'elettrodo PEDOT/3-MPA-Au ha mostrato una bassa resistenza elettrochimica, anche dopo essere stato sottoposto a 100 cicli di voltammetria e test meccanici a ultrasuoni con 120 W di potenza. I ricercatori hanno valutato ulteriormente la funzionalità dell’elettrodo modificato impiantandolo nell’area dell’ippocampo dei topi ed effettuando registrazioni elettrofisiologiche a lungo termine per diversi mesi. Hanno osservato che l’elettrodo registrava un’attività neurale con un rapporto segnale-rumore più elevato, indicando prestazioni migliori rispetto agli elettrodi non modificati.
In conclusione, l’uso di nanoparticelle d’oro modificate con polimero conduttivo sugli elettrodi neurali presenta un approccio promettente per migliorarne la funzione e l’affidabilità nell’impianto cronico. Lo strato di modifica PEDOT/3-MPA-Au ha dimostrato una bassa resistenza elettrochimica e una registrazione neurale sostenuta di alta qualità in vivo. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche e sviluppi, questa svolta potrebbe aprire la strada alla creazione di elettrodi neurali più robusti e durevoli per varie applicazioni, tra cui il monitoraggio dell’attività cerebrale, il controllo delle protesi e l’informatica neurale.
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