Dispositif de contrôle de l'adhésion cellulaire

Contexte

Des recherches sont en cours sur un certain nombre de matériaux et dispositifs ayant la capacité de restaurer l'activité de différents tissus et cellules biologiques. Les chercheurs espèrent par exemple pouvoir créer un dispositif implantable qui pourra reconnecter les neurones humains aux cellules post-synaptiques afin de restaurer ou d'améliorer les fonctions neuronales perdues. Certains dispositifs existants comprennent des implants cochléaires et des dispositifs d'interface neuronale pour le système nerveux central pouvant réguler les troubles de l'humeur, l'épilepsie ou les symptômes de la maladie de Parkinson par la transmission de charges électriques avec stimulation cérébrale profonde.

Dans les applications relatives aux interfaces cerveau-machine, il existe un besoin d'interfaces dans lesquelles les connexions synaptiques des neurones peuvent être cultivées sur des substrats artificiels. La croissance devant être contrôlée et dirigée avec précision vers des emplacements définis, ceci a conduit à l'idée d'avoir recours aux étapes de traitement des nanotechnologies : cette technologie permet en effet de créer des canaux, des puits ou des piliers à la surface de puces semi-conductrices et par conséquent de contrôler la croissance cellulaire suivant un schéma prédéfini. 

Description

Le Luxembourg Institute of Science in Technology (LIST) a mis au point un matériau semi-conducteur doté d'une composition originale, qui s'est avéré être un matériau biocompatible non toxique qui inhibe la croissance cellulaire à sa surface. En structurant la surface, la croissance cellulaire peut être dirigée avec précision le long des schémas bidimensionnels ou tridimensionnels bien définis.

Avantages

• permet la conception de substrats implantables sensibles à la lumière.
• est particulièrement adapté à l'enregistrement et/ou à l'envoi d'informations directement à partir des cellules contactées par l'implant
• peut également favoriser la croissance contrôlée des cellules par des stimuli électriques ou optiques

Applications possibles

Cette technologie peut être utilisée :

• in vitro, sous la forme d'outils conçus afin d'étudier la formation et la plasticité de petits circuits neuronaux
• in vivo, dans des interfaces cerveau-machine, pour lesquelles les connexions synaptiques des neurones cultivées sur des substrats artificiels selon cette invention peuvent être contrôlées et dirigées avec précision vers des emplacements définis