Un projecte liderat per l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona del CSIC persegueix l'obtenció de materials electroactius nano-estructurats per desenvolupar nous elèctrodes adreçats a l'estimulació i reparació del sistema nerviós central.

Cèl·lules de cervell embrionari (fragment). Autora: N.López Sánchez.Un dels tres projectes és el liderat per Nieves Casañ-Pastor, professora d'investigació del CSIC a l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona.

El seu equip persegueix l'obtenció de materials electroactius nano-estructurats per desenvolupar nous elèctrodes adreçats a l'estimulació i reparació del sistema nerviós central.

En el projecte participen també els grups dirigits per Cristina Suñol, professora d'investigació del CSIC a l'Institut d'Investigacions Biomèdiques de Barcelona (CSIC) i per la doctora Ann Rajnicek, investigadora de l'School of Medical Sciences, en la Universidasd d'Aberdeen (Escòcia) .

L'aplicació d'impulsos elèctrics externs com a teràpia en medicina es porta aplicant dècades amb èxit en processos de recuperació d'ossos i teixit muscular. Més recentment, es porta a terme també mitjançant elèctrodes implantats, com en el tractament funcional dels símptomes de malalts de Parkinson, depressió, etc.

Aquesta tècnica s'està començant a avaluar com a possible ajuda en la regeneració del teixit nerviós en lesions traumàtiques del sistema nerviós central. Es tracta d'un objectiu a llarg termini que requereix la coordinació d'experts en molt diverses àrees i un llarg camí de recerca. Per a això, és fonamental desenvolupar materials i elèctrodes que siguin el menys invasius possibles i minimitzin qualsevol tipus de dany cel·lular.

Els elèctrodes actuals, fets de materials nobles com el platí, o els seus aliatges, no poden evitar les reaccions (a les zones de contacte amb el teixit biològic) que es desencadenen en aplicar impulsos elèctrics. Simultàniament pot ocórrer un augment de temperatura, depenent de les propietats elèctriques del material.

En ambdós casos, el teixit biològic circumdant, i fins i tot zones allunyades, poden acabar-se danyant. Els materials que proposa el projecte serien capaços de "esmorteir i absorbir" aquests efectes, i per tant permetre l'aplicació de camps elèctrics més segurs i efectius, amb una varietat de protocols de més llarg abast.

Els investigadors proposen aplicar materials híbrids electro-actius i biocompatibles basats en òxid d'iridi (IROX), en polímers conductors i nanotubs de carboni. També dissenyaran els elèctrodes i la seva geometria per que permetin una aplicació localitzada específica del camp elèctric, i així optimitzar els seus efectes i reduir els danys al mínim.

El projecte utilitzarà tècniques d'alta precisió que permetran un control específic de la preparació de materials i la caracterització de la seva superfície, ja que és en aquesta interfase on el material interacciona amb la membrana cel·lular. Es prestarà especial atenció als paràmetres d'aquesta interfase, les molècules que s'hi adhereixen i els seus possibles canvis químics, i els efectes de la nanoestructura del material i la seva càrrega.

Per avaluar els efectes dels elèctrodes, s'estudiarà el metabolisme cel·lular en neurones en cultiu en presència i en absència de camps elèctrics.