Nanourządzenia do regeneracji układu nerwowego
Wraz z nadejściem nanotechnologii oraz możliwości budowania systemów elektrycznych w skali atomów, potencjał zastosowania nanoukładów biologicznych w leczeniu tkanek i uszkodzeń funkcjonalnych spowodowanych urazem i chorobą OUN wyznacza nowe granice. Projekt "W kierunku nowej generacji urządzeń neurowszczepialnych: inżynieria zintegrowanych jednostek funkcjonalnych neuronów/nanorurek węglowych" (Neuronano) został podjęty w celu zbadania podstawowych kwestii dotyczących interakcji pomiędzy nanomateriałów a neuronami. Naukowcy starali się wykorzystać elektryczne sterowanie lokalnym środowiskiem komórkowym za pomocą nanomateriałów, które pobudzają regenerację nerwową, jak również opracować nanourządzenia do zewnątrzkomórkowej stymulacji ośrodkowego układu nerwowego i rejestracji. Nanorurki węglowe (CNT) oferują doskonałą możliwość integracji z technologią macierzy wieloelektrodowej (MEA), ponieważ mają one najwyższy wskaźnik wytrzymałości do wagi spośród wszystkich substancji znanych człowiekowi. Łatwo przenikają przez błony komórkowe oraz posiadają ciekawe właściwości elektryczne. Zespół badawczy skoncentrował się na złożonych, ale dobrze określonych sieciach OUN w kulturze: hipokampie i korze nowej w mózgu oraz sieciach ruchowych rdzenia kręgowego. Badali oni, w jaki sposób struktury leżące u podstaw aktywności elektrycznej zostały ukształtowane na przewodzących elektryczność nanopodłożach oraz jak ich organizacja zmieniła się, kiedy poddane zostały szczególnej cząsteczkowej lub przewlekłej stymulacji elektrycznej przez urządzenia CNT MEA. Naukowcy projektu wykazali zdolność CNT do odgrywania roli we nerwowych właściwościach integracyjnych na poziomie pojedynczych komórek. Ponadto wykazali, że CNT po umieszczenie u tkance mogą być zastosowane jako nanonarzędzia do przywrócenia neuronowych połączeń OUN. Wreszcie ocenili urządzenia MEA w stosunku do wzorcowanej i niewzorcowanej stymulacji elektrycznej OUN. Projekt Neuronano poczynił znaczące postępy w zakresie korzystania z wytworzonych przez człowieka nanourządzeń do modulacji łączności neuronowej i aktywności elektrycznej kultur tkankowych OUN, otwierając możliwość zastosowania do regeneracji nerwowej w przypadku urazu lub choroby. Ewentualna komercjalizacja wyników może pomóc przywrócić funkcje OUN, w tym zmysły, np. słuch i wzrok, mowę i ruch, a nawet funkcje poznawcze, takie jak uczenie się i pamięć, zwiększając tym samym jakość życia milionów ludzi.
