Las neuroprótesis permiten que el sistema nervioso de un paciente lesionado se conecte a dispositivos mecánicos que reemplazan las extremidades paralizadas o amputadas. Un estudio coordinado por el Institut de Neurociències de la UAB, en colaboración con el Institut Català de Nanociència i Nanotecnología (ICN2), muestra en modelos animales cómo EGNITE, un derivado del grafeno, permite la creación de pequeños electrodos, que pueden interactuar de forma más selectiva. . Junto con los nervios estimulan, mejorando así la eficacia de la prótesis. El estudio también demostró que EGNITE es biocompatible, lo que indica que su implantación es segura.
Tras una amputación o lesión nerviosa grave, los pacientes pierden la capacidad de moverse y sentir la extremidad en mayor o menor medida, lo que limita su independencia en las actividades de la vida diaria. Actualmente, la única estrategia que permite recuperar las funciones perdidas consiste en las neuroprótesis: electrodos capaces de estimular nervios, generar sensaciones específicas y registrar señales motoras que, una vez decodificadas, pueden enviarse a la prótesis biónica.
En el diseño de neuroprótesis, es importante que los electrodos sean lo suficientemente pequeños como para interactuar eléctricamente de forma selectiva con sólo una pequeña cantidad de axones del nervio. Por tanto, aunque suelen estar fabricados con metales como oro, platino u óxido de iridio, es importante encontrar otros materiales que tengan una mayor conductividad y permitan la creación de contactos de electrodos aún más pequeños. Aquí es donde entra en juego el grafeno y sus derivados. Sus excelentes propiedades eléctricas han permitido el desarrollo de una nueva generación de microelectrodos.
Un estudio en colaboración con el Institut de Neurociències (INc-UAB) de la UAB ha estudiado la capacidad de un nuevo material derivado del grafeno, EGNITE, para estimular y registrar los nervios periféricos. Además, se ha validado su biocompatibilidad, clave para preservar la función de la interfaz en el tiempo. La investigación se ha llevado a cabo en el grupo de Neuroplasticidad y Regeneración del INc-UAB, liderado por el profesor Xavier Navarro del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología de la UAB, en colaboración con el grupo de investigación de José Garrido del Institut Català de Nanociència i Nanotecnología. ICN2), quien estuvo a cargo del desarrollo de EGNITE con una interfaz neuronal.
Estos electrodos, implantados en el nervio ciático de ratas, son capaces de producir una activación muscular selectiva durante hasta 60 días. “La reducción de la corriente eléctrica necesaria para activar este músculo es notable en comparación con otros microelectrodos metálicos de gran tamaño”, explica Bruno Rodríguez-Mena, investigador postdoctoral del INc-UAB y primer autor del artículo. Además, los electrodos con EGNITE demostraron biocompatibilidad, ya que ninguna de las pruebas funcionales mostró cambios significativos inducidos por las interfaces implantadas y no se observó ningún aumento de la inflamación.
“Los próximos pasos consistirán en perfeccionar la tecnología basada en EGNITE y utilizarla en estudios preclínicos para sistemas de estimulación del nervio vago o de la médula espinal. Paralelamente, se está avanzando hacia su traducción clínica a la medicina bioelectrónica”, explica. Profesor Navarro.
En conjunto, estos resultados indican que los materiales derivados del grafeno forman parte de neuroprótesis que permiten a los pacientes recuperar la función perdida, mejorando así su capacidad y calidad de vida.
