Crean una sonda microscópica que al mismo tiempo observa y cura el cerebro

Un equipo multidisciplinar de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Centro de Investigaciones Tecnológicas Ikerlan y el Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón de la Universidad de Zaragoza (I3A), ha desarrollado una sonda microscópica capaz de registrar la actividad neuronal y aplicar al mismo tiempo fármacos en el cerebro.

El nuevo dispositivo, flexible y biocompatible, está fabricado sobre un polímero (macromolécula formada por la unión de otras moléculas), lo que permite interactuar a escalas microscópicas nunca antes alcanzadas.

El desarrollo, descrito en un artículo publicado en la revista Lab on a Chip, supone un avance en la intervención farmacológica, genética o eléctrica para estudiar la actividad neuronal, ya que mejora los circuitos y dispositivos en miniatura fabricados sobre sustratos de silicio, más rígidos y con efectos secundarios. El dispositivo ha sido ya probado experimentalmente in vivo en ratas.

Posible uso en interfaces cerebro-máquina

“En muchos casos, la detección de la epilepsia, el Parkinson y el Alzheimer sólo puede realizarse a través de electrodos implantados de forma semicrónica en el cerebro de los pacientes. Las tecnologías empleadas para ello deben ser, por ello, lo menos invasivas posible y garantizar una respuesta biocompatible, así como la integridad de los circuitos neuronales adyacentes al implante”, explica la investigadora del CSIC en el Instituto Cajal y coordinadora científica del proyecto, Liset Menéndez de la Prida, en un comunicado de dicho Consejo.

El nuevo dispositivo está fabricado sobre el polímero SU-8, que cuenta con propiedades mecánicas y químicas óptimas, además de ser biocompatible.

Asimismo, el SU-8 también es capaz de integrar el registro microscópico de la actividad neuronal con canales fluídicos para la aplicación de los fármacos.

“Su diseño contrasta con la rigidez de los implantes de silicio, que aún tienen efectos secundarios, lo que ha limitado la expansión definitiva de esta técnica para el desarrollo de interfaces cerebro-máquina”, asegura Rosa Villa, investigadora del CSIC en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona.

Futura fabricación a gran escala

Ane Altuna, investigadora en Ikerlan y responsable de la parte tecnológica, precisa: “Hemos conseguido aportar un novedoso enfoque en la fabricación y el diseño, lo que nos ha permitido integrar los electrodos al mismo nivel que la superficie del polímero. La integración posterior de los canales fluídicos se llevó a cabo mediante técnicas de litografía y el desarrollo de un sistema de encapsulado que garantiza el registro y la liberación simultánea de los fármacos”.

Los investigadores buscan ahora empresas interesadas en su patente con el objetivo de fabricar esta tecnología a gran escala. Para ello, han comenzado a diseñar un programa en fase beta para pruebas de usuario que permita testar los nuevos dispositivos con el objetivo de diseñar prototipos orientados a la aplicación biomédica.

Referencia bibliográfica:

Ane Altuna, Elisa Bellistri, Elena Cid, Paloma Aivar, Beatriz Gal, Javier Berganzo, Gemma Gabriel, Anton Guimerà, Rosa Villa, Luis J. Fernández y Liset Menéndez de la Prida. SU-8 based microprobes for simultaneous neural depth recording and drug delivery in the brain. Lab on a chip. DOI: 10.1039/c3lc41364k.