AUTORE PRINCIPALE
Luigi Pavone
AFFILIAZIONE
INM IRCCS Neuromed
VALUTA IL CHALLENGE
GRUPPO DI LAVORO
Luigi Pavone – INM IRCCS Neuromed, Molise
Slavianka Moyanova – INM IRCCS Neuromed, Via Atinense 18 Pozzilli (IS)
Fabio Sebastiano – INM IRCCS Neuromed, Via Atinense 18 Pozzilli (IS)
AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute
ABSTRACT
L’utilizzo di dispositivi impiantabili in cronico nel cervello per il monitoraggio il controllo ed il trattamento di malattie neurodegenerative rappresenta una delle sfide più affascinanti nel campo delle neuroscienze. Disporre di dispositivi impiantabili in cronico nel cervello infatti consentirebbe di fornire uno strumento fondamentale per applicazioni di Brain Machine Interface (BMI). Uno dei limiti principali dei sistemi BMI è costituito dai sensori utilizzati per l’acquisizione del segnale cerebrale in quanto essi possono indurre complicanze oppure perdere funzionalità se si utilizzano per periodi di tempo lunghi. Inoltre essi non sono sufficientemente flessibili da adattarsi perfettamente alla conformazione della superficie cerebrale. L’obiettivo del progetto è stato quello di dimostrare la conducibilità e stabilita elettrica di elettrodi in nanotubo di carbonio (CNT) nonché la loro biocompatibilità e la loro flessibilità dando evidenza di come questi possono essere utilizzati per applicazioni BMI. Sono state effettuate registrazioni Elettrocorticografiche (ECoG) in vivo su 5 ratti Wistar e 1 ratto WAG/Rji per un periodo continuativo di 8 settimane e registrazioni elettriche direttamente da cellule neuronali ex vivo presso i laboratori dell’IRCCS Neuromed di Pozzilli (IS). Sono state analizzate le proprietà elettriche e la stabilità del segnale cerebrale anche confrontando gli elettrodi realizzati con quelli comunemente utilizzati nella pratica clinica (elettrodi in Platino).
Al termine delle registrazioni in vivo è stata valutata la biocompatibilità dell’intera matrice di microelettrodi con il tessuto cerebrale mediante analisi istologica del tessuto cerebrale del ratto e analisi della eventuale degenerazione neuronale nell’area sottostante il dispositivo. Abbiamo dimostrato che gli elettrodi presentati rispetto agli elettrodi in Platino presentano caratteristiche elettriche migliori garantiscono una migliore stabilità del segnale nel tempo e producono una degenerazione neuronale decisamente inferiore. Inoltre essi consentono di registrare efficacemente segnali da superfici meno regolari adattandosi meglio alla conformazione cerebrale. Lo studio ha fornito risultati interessanti sulla possibilità di utilizzare gli elettrodi realizzati nella pratica clinica. Ulteriori studi su un campione più significativo e su una finestra temporale più estesa saranno necessari per confermare quanto ottenuto con il nostro studio.
