Des implants neuromusculaires à l'échelle nanométrique
La jonction neuromusculaire, la connexion entre les cellules nerveuses (neurones) et les fibres musculaires dans le système nerveux périphérique, est une cible importante pour la prosthétique. Des interfaces à meilleure résolution, à faible niveau sonore exploitant la nanotechnologie promettent un traitement pour une vaste gamme de dysfonctionnements dus à un trouble neurodégénératif ou un traumatisme. Des scientifiques financés par l'UE ont atteint un pilier en matière de développement de ces interfaces en travaillant sur le projet MERIDIAN (Micro and nano engineered bi-directional carbon interfaces for advanced peripheral nervous system prosthetics and hybrid bionics). Cette solution innovante se sert d'un contact de fibre musculaire à simple électrode qui est quasi intracellulaire en induisant les neurones pour submerger les électrodes champignons dorées. Les interfaces ont permis d'enregistrer ou de stimuler à une résolution sans précédent et un rapport signal-bruit. Le muscle strié peut ainsi agir de bio-amplificateur pour des impulsions du système nerveux central moteur en cours qui peut servir à la prosthétique de contrôle cérébral. Les revêtements de diamant nanocristallins qui recouvrent les électrodes champignons 3D présentent des propriétés électrochimiques exceptionnelles, une stabilité mécanique et chimique excellentes, et la biocompatibilité. Les électrodes de diamant ont été mises à l'essai in vivo dans les dispositifs extra-neuraux et intra-neuraux. La fonctionnalisation de la surface avec les peptides ont promu la submersion par les neurones. Les électrodes étaient unies en un réseau de microélectrodes et ont été traitées pour permettre des implants flexibles. Des tests ont été menés sur les électrodes d'interface neurale intra-fasciculaire auto-ouvrante (appelées SELINE) implantées dans le nerf sciatique des rats. Les électrodes intraneurales ont été utilisées pour livrer une rétroaction sensorielle grâce à la stimulation neurale pour une amputation au-dessus du coude. De plus, la validation chronique ou à long terme d'une nouvelle conception micro-fabriquée d'une électrode intraneurale tridimensionnels a présenté un potentiel pour la stimulation des implants chroniques. MERIDIAN a également développé une électrode régénérative planaire. Elle a été insérée en des guides nerveux sur mesure, qui, une fois implantés, a permis aux axones de se régénérer via le canal sur l'électrode. L'utilisation de la technologie à fine couche et les technologies innovantes pour livrer des facteurs de croissance et neurotrophiques via des microsphères a permis la construction d'un dispositif adapté aux applications du nerf périphérique. De nouvelles électrodes pour des implants in vivo seront présentées dans les dispositifs bioniques bidirectionnels et en temps réel pour traiter l'incontinence urinaire et pour faire fonctionner des bras prosthétiques. Des stratégies de régénération des nerfs stimuleront encore plus l'impact de cette prosthétique.
Mots‑clés
Implants neuromusculaires, électrode, prosthétique, or, diamant
