El primer electrodo neural 3D del mundo utiliza tecnología de actuación suave para evitar daño nervioso

Los electrodos neurales son dispositivos que pueden medir las señales eléctricas que viajan a través de los nervios y estimularlos mediante la administración de pequeñas corrientes eléctricas. Estos electrodos se utilizan para ayudar a los pacientes con daño nervioso a recuperar el movimiento y aliviar el dolor mediante la estimulación de nervios específicos. Sin embargo, sin un contacto adecuado entre el nervio y el electrodo, resulta difícil medir con precisión las señales neurales o proporcionar una estimulación efectiva. Los electrodos de manguito tradicionales envuelven el nervio de forma segura, pero como los nervios son estructuras lisas, similares a cables, estos electrodos son propensos a deslizarse o rotar. Para evitar esto, los electrodos deben sujetarse con firmeza, lo que puede comprimir el nervio, reducir el flujo sanguíneo y, en algunos casos, causar daño nervioso. Debido a estas dificultades, los métodos convencionales enfrentan desafíos para mantener una fijación estable y segura en el nervio sin provocar lesiones. Como resultado, existe la necesidad de un nuevo enfoque para garantizar que los electrodos permanezcan en su lugar sin dañar el nervio.

Para abordar estos desafíos, los investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST, Daegu, República de Corea) han desarrollado un electrodo que puede envolver los nervios de manera segura sin causar lesiones. Este innovador electrodo cuenta con una tecnología de accionamiento suave, que le permite cambiar de una forma plana bidimensional a una estructura tridimensional. Se espera que este avance contribuya al desarrollo de dispositivos bioelectrónicos blandos de próxima generación, incluidos los productos electroquímicos para el tratamiento de los nervios periféricos. El electrodo de manguito con actuación suave diseñado por los investigadores puede doblarse y envolver el nervio de forma autónoma, fijándose de manera segura sin necesidad de suturas.

A diferencia de los electrodos tradicionales, este nuevo diseño mantiene una fuerte adhesión sin necesidad de apretar excesivamente alrededor del nervio, lo que lo hace más seguro para su uso a largo plazo. Es importante destacar que el equipo de investigación incorporó una estructura convexa tridimensional que reduce el área de contacto directo con el nervio al tiempo que mejora la adhesión. Esto permite una detección más clara de las señales neurales sin riesgo de daño nervioso. Los experimentos a largo plazo realizados por el equipo demostraron que el electrodo podía medir con precisión las señales neuronales en los nervios periféricos sin causar daño. Además, los hallazgos, publicados en la revista Advanced Materials, revelan que el electrodo puede estimular selectivamente los nervios específicos. La estructura tridimensional desempeña un papel clave al proporcionar una fuerte adhesión mientras minimiza la presión, evitando así cualquier daño al tejido nervioso o su función.

“Este estudio presenta un nuevo concepto de electrodos con forma de manguito que envuelven los nervios, incluidos los nervios periféricos y vagos”, afirmó la profesora Sohee Kim. “Con su capacidad para proporcionar un seguimiento de las señales neuronales de alta calidad a largo plazo y permitir una estimulación con una corriente mínima, se espera que esta tecnología se utilice ampliamente en varios dispositivos bioelectrónicos, como los electrocéuticos implantables”.