Le graphène et la technologie émergente des prothèses neurales

La technologie émergente des prothèses neurales a le pouvoir de changer ce que signifie être humain. La capacité d'implanter des électrodes dans les yeux, les oreilles, la colonne vertébrale ou même le cerveau a le potentiel de vaincre les maladies dégénératives, de réparer les corps brisés et même d'améliorer nos sens avec des capacités surhumaines.

Mais malgré de nombreux essais d'appareils électroniques implantés dans le corps humain, de nombreux défis restent à relever. Le problème est que la plupart de ces dispositifs sont basés sur des substrats de silicium qui sont durs, rigides et coupants. Ce ne sont normalement pas des qualités qui s'adaptent bien aux tissus mous.

Par conséquent, tout petit mouvement de ces appareils peut endommager les tissus voisins et dans le pire des cas, former du tissu cicatriciel. De plus, l'environnement chaud, humide et salé à l'intérieur du corps peut endommager les composants électroniques, limitant leur durée de vie.

Ce qu'il faut, bien sûr, c'est un substrat flexible qui soit également biocompatible avec les tissus humains. Aujourd'hui, Lucas Hess et ses amis de la Technische Universität München en Allemagne disent avoir trouvé le matériau idéal : le graphène. Aujourd'hui, ils décrivent leurs projets de prothèses neurales à base de graphène et les expériences qu'ils ont déjà réalisées pour tester sa biocompatibilité.

Le graphène est idéal car le grillage en carbone n'a qu'un seul atome d'épaisseur et est donc très flexible. Il est également maintenu par des liaisons carbone, qui sont parmi les plus stables connues des chimistes. Cela signifie qu'il devrait être relativement stable à l'intérieur du corps humain.

Mais le graphène a un autre avantage. Hess et ses amis ont montré comment il est possible de l'utiliser pour fabriquer des transistors qui sont bloqués par la solution dans laquelle se trouve le transistor. En d'autres termes, les fluides corporels naturels qui entourent ces prothèses feront partie intégrante de leur fonctionnement.

Les transistors dits à porte de solution sont beaucoup plus sensibles aux changements électroniques de leur environnement que les dispositifs au silicium conventionnels. Les appareils [à base de graphène]… surpassent de loin les technologies actuelles en termes de sensibilité de grille, disent Hess and co.

Ces gars-là ont commencé à tester les interfaces du graphène avec diverses cellules telles que les cellules ganglionnaires rétiniennes, signalant que le graphène a une excellente biocompatibilité.

Bien sûr, les prothèses neurales fonctionnelles à base de graphène sont dans un avenir proche. Mais l'Europe a récemment annoncé un investissement de 1 milliard d'euros dans la recherche sur le graphène au cours des dix prochaines années. Si cela n'achète pas des progrès significatifs dans ce domaine, rien ne le fera.

Réf : arxiv.org/abs/1302.1418 : Transistors de graphène pour la bioélectronique

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