L'elettrodo organico può provocare cortocircuiti

I ricercatori hanno sviluppato un elettrodo conduttivo morbido che non richiede un intervento chirurgico invasivo per l'impianto e viene riassorbito dall'organismo nel tempo. Dicono che il loro metodo potrebbe essere un nuovo modo di trattare condizioni non croniche come il cancro e le lesioni nervose con la stimolazione elettrica.

La stimolazione elettrica terapeutica sui tessuti e sul sistema nervoso viene spesso utilizzata in condizioni croniche come il morbo di Parkinson o l'epilessia, dove gli elettrodi impiantati chirurgicamente forniscono impulsi elettrici a specifiche aree del cervello. Ma l’elettroterapia può anche apportare benefici a chi soffre di condizioni non croniche come dolore, lesioni ai nervi o cancro.

I ricercatori dell'Università di Lund e dell'Università di Göteborg hanno sviluppato un elettrodo organico conduttivo che viene inserito senza chirurgia invasiva, si integra con il corpo e si dissolve nel tempo.

“Il nostro lavoro integra naturalmente l’elettronica con i sistemi biologici, il che apre possibilità di terapie per malattie non croniche difficili da trattare”, ha affermato Martin Hjort, autore principale dello studio. “Nello studio abbiamo utilizzato il pesce zebra, un modello eccellente per studiare gli elettrodi organici nelle strutture cerebrali”.

I ricercatori hanno creato i loro elettrodi utilizzando A5, un polimero misto ione-elettrone solubile in acqua con qualità uniche: si autoassembla in un gel fuso e genera un idrogel altamente conduttivo che rimane stabile per diversi mesi. È costituito anche da piccoli polimeri chiamati oligomeri, che gli conferiscono migliori proprietà di bioriassorbimento.

Utilizzando un pesce zebra, un modello di rigenerazione degli arti e neuropatia o danno ai nervi che porta al dolore, i ricercatori hanno iniettato A5 nel cervello del pesce utilizzando una siringa con una cannula di 30 µm di diametro (le nanoparticelle A5 hanno, in media, una dimensione di 80 nm). . Quando l'A5 interagiva con gli ioni endogeni, si organizzava per formare un elettrodo morbido e stabile.

Nel corso del tempo, lo spessore dell’elettrodo morbido è aumentato e i dendriti hanno iniziato a crescere da esso, formando una stretta connessione con le cellule circostanti. Applicando impulsi elettrici a fette di cervello prelevate dal pesce con gli elettrodi impiantati, i ricercatori hanno potuto controllare la segnalazione neurale.

"[Abbiamo] sviluppato una tecnica in cui una soluzione di nanoparticelle viene iniettata nel tessuto utilizzando un ago, delle dimensioni di un capello umano", ha affermato Roger Olsson, autore corrispondente dello studio. “Queste particelle, composte da piccole catene molecolari (polimeri), poi si auto-organizzano in una struttura conduttiva e si integrano con le cellule del corpo”.

La struttura conduttiva ha iniziato a degradarsi circa nove giorni dopo l'inserimento prima di essere completamente riassorbita senza causare danni ai pesci.

I ricercatori affermano che i loro nuovi elettrodi minimamente invasivi aprono possibilità per il loro utilizzo in trattamenti non cronici. Il prossimo passo è provare la procedura su cervelli più grandi – roditori e primati.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications.

Fonte: Università di Lund