В большинстве случаев, у пациентов после ампутации или тяжелого повреждения нерва отмечается потеря способности двигаться и чувствовать ампутированную конечность. Такие нарушения приводят к значительному нарушению самостоятельности и снижению качества жизни. Единственным методом восстановления утраченных функций в настоящее время является использование нейропротезов. Электроды, встроенные в протез, могут стимулировать нервы, вызывать определенные сенсорные ощущения и проводить запись моторных сигналов, которые после обработки могут возвращаться на бионический протез.
При создании нейропротезов инженеры учитывают необходимость того, чтобы размеры электродов были достаточно маленькими, они должны быть селективными и получать электрические импульсы от небольшого количества аксонов нерва. Как правило, электроды изготавливают из таких металлов как платина, оксид иридия или золото. Но перед инженерами стояла задача найти материалы, которые обладали бы более высокой проводящей способностью, что позволит снизить электродные контакты.
Как оказалось, таким материалом может служить графен и его производные. Микроэлектроды изготовленные на основе графена обладают превосходными электрическими свойствами.
Ученые из Барселоны UAB Institut de Neurociències (INc-UAB) провели исследование, в котором было проведено детальное изучение способности нового материала EGNITE (на основе графена), фиксировать электрическую активность периферических нервов и проводить стимуляцию нервов. В ходе исследования было показано, что материал обладает биосовместимостью, что очень важно для длительного функционирования интерфейса
Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Science.
В ходе исследования в седалищный нерв крысы были имплантированы электроды из графена, и они позволяли проводить избирательную стимуляцию мышц на срок до 60 дней. Кроме того, эксперимент на животных показал, что электроды с EGNITE биосовместимы, так как не были выявлены какие-либо изменения тканей, обусловленные имплантированными интерфейсами, и не отмечались воспалительные явления.
Ученые планируют оптимизировать технологии на основе EGNITE и начать доклинические исследования систем стимуляции спинного мозга или блуждающего нерва.
Результаты исследования также позволят улучшить качество нейропротезов и улучшить качество жизни пациентов.
