Se in futuro gli elettrodi verranno inseriti nel cervello umano - sia per scopi di ricerca che per curare malattie - potrebbe essere opportuno dare loro un 'cappotto' di nanofili che potrebbe renderli meno irritanti per il tessuto cerebrale. Però, i nanofili non devono superare una certa lunghezza, secondo una nuova ricerca del Neuronano Research Center dell'Università di Lund in Svezia.
Questa è la conclusione di un esperimento in cui sono stati testati gli effetti a lungo termine di nanofili di diverse dimensioni. I nanofili sono stati mescolati in una soluzione salina che è stata iniettata nel cervello di animali da laboratorio, ei risultati sono stati confrontati con un'iniezione di sola soluzione fisiologica.
I nanofili che erano lunghi solo 2 micrometri non avevano alcun effetto maggiore sul tessuto cerebrale rispetto alla soluzione salina pura, mentre i nanofili di 5 e 10 micrometri hanno causato infiammazione nel tessuto cerebrale circostante. Dopo un anno, c'erano anche meno cellule nervose rimaste in prossimità dei nanofili più lunghi, il che suggerisce che nel tempo avessero avuto un effetto neurotossico.
"Abbiamo anche visto grumi di cellule morte contenenti nanofili, soprattutto con i fili più lunghi. Queste sono probabilmente cellule del sistema immunitario che hanno cercato di neutralizzare il corpo estraneo. Le cellule nelle "ronde di pulizia" del sistema immunitario hanno spesso fino a 10 micrometri di diametro. Non sono quindi in grado di racchiudere i lunghi nanofili e muoiono nel processo", ha detto Cecilia Eriksson Linsmeier.
Il dottor Eriksson Linsmeier è ricercatore presso il Neuronano Research Center, un centro interdisciplinare presso l'Università di Lund dove ricercatori in medicina, ingegneria e scienza collaborano per sviluppare elettrodi che possono essere inseriti nel cervello. Questa tecnologia può già aiutare i pazienti con malattia di Parkinson ed epilessia. Però, gli elettrodi di corrente sono piuttosto grandi e rigidi, che nel tempo provoca la formazione di tessuto cicatriziale nel cervello, riducendo a sua volta la capacità degli elettrodi di influenzare le cellule nervose. I ricercatori del Centro Ricerche Neuronano vogliono quindi sviluppare elettrodi più piccoli e più flessibili. Essi anche
vogliono dotare gli elettrodi di un rivestimento di nanofili, che potrebbe produrre sia una superficie più favorevole ai tessuti sia una migliore registrazione dei segnali dalle cellule nervose. Però, è importante che i nanofili non danneggino il tessuto se dovessero staccarsi dall'elettrodo.
"Abbiamo studiato uno scenario peggiore, in cui i nanofili si staccano dall'elettrodo e si diffondono attraverso il tessuto cerebrale. Per procedere con la ricerca sugli impianti cerebrali, dobbiamo essere in grado di prevenire tutti i possibili effetti collaterali", ha detto Cecilia Eriksson Linsmeier.
Per la stessa ragione, lo studio è stato permesso di continuare per un periodo di tempo insolito. L'effetto dei nanofili sugli animali è stato studiato sia dodici settimane che un anno dopo l'iniezione dei nanofili nel cervello. In tale contesto, un anno è un lasso di tempo estremamente lungo - metà della durata della vita di un topo.
"Molti cambiamenti avvengono nel cervello man mano che l'animale invecchia. Abbiamo anche scoperto che i lunghi nanofili hanno avuto alcuni effetti che non si sono visti fino a dopo un anno. I nanofili corti, d'altra parte, non ha prodotto effetti dannosi evidenti né a breve né a lungo termine", ha detto il dottor Eriksson Linsmeier.
Ritiene che i risultati del gruppo potrebbero essere significativi sia per gli elettrodi futuri che in altri contesti, come lo sviluppo di nanoparticelle come vettori di farmaci. Questo molto probabilmente richiederà anche che le particelle siano abbastanza piccole da non innescare una risposta immunitaria.
