I ricercatori hanno, per la prima volta, utilizzato la fotoconduttività persistente di un materiale per stimolare le cellule del neurotipo. La tecnica, che è relativamente semplice, dovrebbe facilitare la ricerca futura sull'uso della carica per influenzare il comportamento cellulare.

Un materiale che dimostra una fotoconduttività persistente ottiene una carica negativa sulla sua superficie quando esposto alla giusta lunghezza d'onda della luce, e mantiene quella carica anche dopo che la luce è stata rimossa. La corretta lunghezza d'onda della luce, e per quanto tempo il materiale mantiene la sua carica, varia da materiale a materiale.

I ricercatori sanno da anni che la carica elettrica può stimolare una cellula, ma le tecnologie esistenti per condurre esperimenti correlati sono spesso invasive o richiedono attrezzature specializzate. Possono anche richiedere molto tempo.

"Volevamo sfruttare le proprietà elettroniche del nitruro di gallio semiconduttore, che è biocompatibile, rendendolo una vera interfaccia bioelettronica, "dice Patrick Snyder, un dottorato di ricerca studente alla North Carolina State University e autore principale di un articolo sul lavoro. "Il risultato è un più veloce, modo non invasivo per stimolare le cellule che non richiede attrezzature specializzate."

Nello specifico, i ricercatori hanno esposto un substrato di nitruro di gallio alla luce ultravioletta (UV), creando una carica negativa sulla sua superficie. Non appena la luce UV è stata rimossa, i ricercatori hanno versato una soluzione contenente cellule neurotipiche PC12 nel contenitore con il substrato. I ricercatori hanno poi introdotto un colorante che ha permesso loro di misurare i livelli di calcio nelle cellule PC12.

Quello che i ricercatori hanno scoperto è che le cellule PC12 sono state stimolate quando sono venute a contatto con il substrato di nitruro di gallio carico, come evidenziato da un aumento dei livelli di ioni calcio all'interno delle cellule, rispetto a un gruppo di controllo che non è entrato in contatto con un substrato carico.

Questa è la prova di un comportamento alterato perché gli ioni sono importanti nell'attività delle cellule neurotipiche. Per esempio, gli ioni calcio svolgono un ruolo chiave nella segnalazione neuronale.

"Oltre a far progredire la nostra comprensione fondamentale di ciò di cui questo materiale è capace, siamo ottimisti sul fatto che possa facilitare il lavoro di molti laboratori interessati a far progredire la ricerca sul comportamento cellulare, "dice Albena Ivanisevic, un professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e corrispondente autore dell'articolo.

La carta, "Stimolazione non invasiva delle cellule neurotipiche mediante fotoconduttività persistente del nitruro di gallio, " è pubblicato sulla rivista ad accesso libero ACS Omega .