혁신적인 그래핀 인터페이스는 신경과학을 변화시키는 것을 목표로 합니다.

지도자 그래핀 ICN2와 협력자들이 개발한 신경기술은 신경과학 및 의료 응용 분야의 혁신적인 발전을 약속하며 고정밀 신경 인터페이스와 표적 신경조절을 시연합니다.

에 발표된 연구 자연나노기술 신경 과학 및 의료 응용 분야에 혁신적인 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 지닌 혁신적인 그래핀 기반 신경 기술을 제시합니다. 카탈로니아 나노과학 및 나노기술 연구소(ICN2)가 바르셀로나 자치대학교(UAB) 및 기타 국내 및 국제 파트너와 협력하여 주도한 이 연구는 현재 스핀오프 회사인 INBRAIN Neuroelectronics를 통해 치료 응용을 위해 개발되고 있습니다.

그래핀 기술의 주요 특징

유럽 ​​그래핀 선구자 프로젝트의 프레임워크 내에서 수년간의 연구 끝에 ICN2는 맨체스터 대학과 협력하여 새로운 종류의 유연한 고해상도 그래핀 기반 이식 가능 장치인 EGNITE(Engineered Graphene for Neural Interfaces) 개발을 주도했습니다. 신경 기술. . 그 결과는 최근에 발표되었습니다. 자연신경기술 이는 신경전자공학과 뇌-컴퓨터 인터페이스의 번영하는 환경에 혁신적인 기술을 기여하는 것을 목표로 합니다.

EGNITE는 탄소 나노물질의 제조 및 의학 번역 분야에서 발명가들의 광범위한 경험에 의존합니다. 이 혁신적인 그래핀 나노기공 기반 기술은 반도체 산업의 표준 제조 공정을 통합하여 직경이 25마이크로미터에 불과한 그래핀 미세 전극을 조립합니다. 그래핀 미세 전극은 유연하고 효율적인 신경 인터페이스에 필수적인 특징인 낮은 저항과 높은 전하 주입을 나타냅니다.

전임상 기능 검증

중추 및 말초 신경계의 다양한 모델을 사용하여 ICN2와 파트너십을 맺은 여러 신경과학 및 생물의학 전문가가 수행한 전임상 연구에서는 EGNITE가 뛰어난 선명도와 정밀도로 고해상도 신경 신호를 기록할 수 있는 능력을 입증했으며, 가장 중요한 것은 다음과 같은 기능을 제공한다는 것입니다. 타겟팅 수준이 높다.. 신경 수정. EGNITE 기술이 제공하는 고해상도 신호 기록과 정밀한 신경 자극의 독특한 조합은 신경전자치료학에서 잠재적으로 중요한 발전을 의미합니다.

이 혁신적인 접근 방식은 지난 20년 동안 재료 분야에서 큰 발전을 이루지 못한 신경 기술의 중요한 격차를 해결합니다. EGNITE 전극의 개발은 그래핀을 신경기술 재료의 최전선에 놓을 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

국제협력과 과학적 리더십

오늘 제시된 기술은 지난 10년 동안 그래핀 및 기타 2D 재료 기반 기술에 대한 유럽의 전략적 리더십을 강화하기 위해 노력해 온 유럽 이니셔티브인 그래핀 플래그십(Graphene Flagship)의 유산을 기반으로 합니다. 이러한 과학적 혁신 뒤에는 ICN2 연구원 Damia Viana(현재 INBRAIN Neuroelectronics 소속)와 Steven T. Walston(현재 University of Southern California) 및 Eduard Masvidal Codina는 ICREA의 José A. 가리도. ICN2 리더 첨단전자재료 및 소자 그룹 및 ICN2의 리더인 ICREA Costas Costerellos 나노의학 연구실 맨체스터 대학교(영국)의 생물학, 의학 및 보건 대학. 바르셀로나 자치대학교(UAB)의 신경과학 연구소와 세포 생물학, 생리학 및 면역학과의 Xavier Navarro, Natàlia de la Oliva, Bruno Rodríguez-Meana 및 Jaume del Valle가 연구에 참여했습니다.

이번 협력에는 바르셀로나 마이크로전자공학 연구소 – IMB-CNM(CSIC), 맨체스터 국립 그래핀 연구소(영국), 그르노블 신경과학 연구소 – Université Grenoble Alpes(프랑스) 등 주요 국내 및 국제 기관의 기여가 포함됩니다. ) 및 바르셀로나 대학교. 이 기술을 표준 반도체 제조 공정에 통합하는 작업은 CIBER 연구원 Xavi Illa 박사의 감독 하에 IMB-CNM의 특수 마이크로 및 나노 가공 클린룸(CSIC)에서 수행되었습니다.

임상 번역: 다음 단계

EGNITE 기술은 다음에 설명되어 있습니다. 자연나노기술 이 기사는 IMB-CNM(CSIC)의 지원을 받아 ICN2 및 ICREA의 바르셀로나 소재 자회사인 INBRAIN Neuroelectronics에 특허 및 라이센스가 부여되었습니다. Graphene Flagship 프로젝트의 파트너이기도 한 이 회사는 이 기술을 임상 응용 및 제품으로 전환하는 데 앞장서고 있습니다. INBRAIN Neuroelectronics는 CEO Carolina Aguilar의 지시에 따라 이 혁신적인 그래핀 기술에 대한 최초의 인간 임상 시험을 준비하고 있습니다.

신흥 소재를 기반으로 한 반도체 기술 생산을 위한 최첨단 시설을 구축하려는 야심 찬 국가 전략이 계획되어 있는 카탈로니아의 반도체 엔지니어링 산업 및 혁신 환경은 오늘 제시된 이러한 결과의 해석을 가속화할 수 있는 전례 없는 기회를 제공합니다. 임상 결과에 응용 프로그램.

끝 맺는 말

그만큼 자연나노기술 이 기사에서는 확립된 반도체 제조 공정을 사용하여 확장할 수 있고 혁신적인 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 지닌 혁신적인 그래핀 기반 신경기술에 대해 설명합니다. ICN2와 파트너는 설명된 기술을 효과적이고 혁신적인 치료 신경기술로 전환하려는 목표로 계속 개발하고 성숙시키고 있습니다.

참고 자료: Damia Viana 및 Stephen T.의 “고해상도 신경 기록 및 생체 내 자극을 위한 그래핀 나노 규모 기반 박막 미세 전극” 월스턴, 에드워드 마스비달 코디나, 사비 일라, 브루노 로드리게스 미아나, 하우메 델 발레, 앤드루 헤이워드, 애비 도드, 토마스 로렛, 엘리자베트 프라츠 알폰소, 나탈리아 데 라 올리바, 마리 팔마, 엘레나 델 코로, 마리아 델 필라 페르니콜라, 엘리사 로드리게스 루카스 , 토마스 제너, 호세 마누엘 데 라 크루즈, 미구엘 토레스 미란다, 피크렛 타이군. Dauphin, Nicola Rea, Justin Sperling, Sara Marti Sanchez, Maria Chiara Spadaro, Clement Hébert, Sinead Savage, Jordi Arbiol, Anton Guimera-Brunet, M. Victoria Puig, Blaise Everett, Xavier Navarro, Costas Costarelos 및 José A. 가리도, 2024년 1월 11일, 자연나노기술.
도이: 10.1038/s41565-023-01570-5