Los implantes neuronales miniaturizados tienen un enorme potencial para transformar la atención médica, resultando fundamentales para estudiar el cerebro y desarrollar tratamientos para pacientes con enfermedades como el Parkinson o la depresión clínica, al estimular, bloquear o registrar eléctricamente las señales de las neuronas o redes neuronales del cerebro.

Dichos implantes contienen circuitos integrados (CI) elaborados con silicio y recubiertos con elastómeros PDMS blandos para formar barreras de fluidos corporales que ofrecen protección a largo plazo a dichos implantes también conocidos como 'chips'

Un equipo de investigadores de la Sección de Bioelectrónica de la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos), dirigido por el Dr. Vasiliki (Vasso) Giagka, se ha centrado en el desafío que conlleva la durabilidad de los CI de silicio implantables, estudiando los mecanismos de degradación de los mismos. "Nuestra investigación no solo identifica los desafíos clave, sino que también proporciona pautas prácticas para mejorar la confiabilidad de estos dispositivos, acercándonos a soluciones clínicas seguras y duraderas", según concretó el Dr. Giagka.

Los investigadores evaluaron el rendimiento eléctrico y material de chips (de dos fabricantes diferentes, también conocidos como fundiciones) a lo largo de un año a través de estudios acelerados in vitro e in vivo . Utilizaron estructuras de circuitos integrados de silicio desnudo y las integraron con elastómeros de PDMS blandos para formar barreras de fluidos corporales que ofrecen protección a largo plazo a los chips implantables. Los implantes utilizados en el estudio estaban parcialmente recubiertos de PDMS (polidimetilsiloxano), un polímero que contiene silicio. Esto creó dos regiones en los chips, una región de "matriz desnuda" y una región "recubierta de PDMS".

Durante el estudio in vitro acelerado, se sumergieron los implantes en agua salada caliente y se polarizaron eléctricamente (expuestos a corrientes eléctricas continuas), con un control periódico. Los resultados mostraron un rendimiento eléctrico estable. Esto demostró que los chips permanecieron operativos, incluso cuando se expusieron directamente a fluidos corporales. El análisis de los materiales reveló que hubo degradación de los chips en las regiones desnudas, pero solo hubo una degradación limitada en las regiones recubiertas de PDMS.

Los hallazgos obtenidos, expuestos en 'Nature Communications', demuestran que los chips de silicio de matriz desnuda, cuando están cuidadosamente diseñados, pueden funcionar de manera confiable en el cuerpo durante meses. "Al abordar los desafíos de confiabilidad a largo plazo, estamos abriendo caminos hacia tecnologías más duraderas y efectivas para las interfaces cerebro-ordenador y las terapias médicas", concluyó el Dr. Giagka.