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Des chercheurs de l’Université Rice ont développé un matériau magnétoélectrique qui convertit un champ magnétique en champ électrique. Le matériau peut être formulé de manière à pouvoir être injecté dans le corps à proximité d’un neurone, puis un champ magnétique alternatif peut être appliqué à la zone depuis l’extérieur du corps. Les champs magnétiques sont très utiles dans ce contexte car ils peuvent facilement pénétrer dans les tissus sans causer de dommages. Cet effet magnétoélectrique crée un petit courant électrique à proximité du neurone, le stimulant efficacement sans avoir recours à des implants invasifs. Jusqu’à présent, les chercheurs ont montré que la technologie peut combler un nerf sciatique complètement sectionné chez le rat, ce qui suggère qu’elle pourrait potentiellement être utilisée comme composant dans les neuroprothèses.
La stimulation neuronale peut avoir toutes sortes d’effets thérapeutiques intéressants et passionnants, mais l’implantation de stimulateurs neuronaux est invasive et peut nécessiter un retrait ultérieur en raison d’une panne de l’appareil ou simplement pour remplacer une pile. Une substance qui existe dans des dimensions suffisamment petites pour passer à travers une aiguille hypodermique, mais qui produit ensuite un effet neurostimulant similaire sous l’influence d’un dispositif mini-invasif placé à l’extérieur du corps, présente des avantages évidents par rapport à un implant traditionnel.
“Nous avons demandé : “Pouvons-nous fabriquer un matériau qui puisse ressembler à de la poussière ou si petit qu’avec une simple éclaboussure dans le corps, on puisse stimuler le cerveau ou le système nerveux ?”, a déclaré Joshua Chen, scientifique à l’étude en participant. des chercheurs. « En gardant cette question à l’esprit, nous avons pensé que les matériaux magnétoélectriques étaient des candidats idéaux pour une utilisation en neurostimulation. Ils réagissent aux champs magnétiques qui pénètrent facilement dans le corps et les convertissent en champs électriques – un langage que notre système nerveux utilise déjà pour transmettre des informations.
Le matériau est constitué des éléments suivants : une couche piézoélectrique de titanate de plomb et de zirconium entre deux couches magnétostrictives d’alliages de verre métallique sur lesquelles ont été recouverts de platine, d’oxyde de hafnium et d’oxyde de zinc. Les composants magnétostrictifs du matériau vibrent lorsqu’un champ magnétique alternatif est appliqué. “Cette vibration signifie qu’elle change fondamentalement de forme”, a déclaré Gauri Bhave, un autre chercheur impliqué dans l’étude. « Le matériau piézoélectrique est quelque chose qui, lorsqu’il change de forme, génère de l’électricité. Ainsi, lorsque vous combinez ces deux éléments, vous obtenez la conversion selon laquelle le champ magnétique que vous appliquez depuis l’extérieur du corps est converti en champ électrique.
Jusqu’à présent, les chercheurs ont montré que la technologie peut restaurer la fonction d’un nerf sciatique complètement sectionné chez le rat. “Nous pouvons utiliser ce métamatériau pour combler la brèche dans un nerf brisé et restaurer des vitesses de signalisation électrique rapides”, a déclaré Chen. « Dans l’ensemble, nous avons pu concevoir de manière rationnelle un nouveau métamatériau qui répond à de nombreux défis en neurotechnologie. Plus important encore, ce cadre pour la conception de matériaux avancés peut être appliqué à d’autres applications telles que la détection et la mémoire en électronique.
Étudier dans le journal Matériaux naturels: Métamatériaux magnétoélectriques autocorrecteurs pour la stimulation neuronale à distance et la restauration des fonctions motrices
Au-dessus de: Université du riz
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