Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Nanoparticles d'utilisation de chercheurs comme chaufferettes pour manipuler l'activité électrique des neurones

Des Nanomaterials ont été employés dans un grand choix d'applications apparaissantes, comme en les pharmaceutiques visées ou pour soutenir d'autres matériaux et produits tels que des détecteurs et moisson et des périphériques de stockage d'énergie. Une équipe dans l'école de McKelvey du bureau d'études à l'université de Washington à St Louis emploie des nanoparticles comme chaufferettes pour manipuler l'activité électrique des neurones dans le cerveau et des cardiomyocytes au coeur.

Les découvertes, publiées le 3 juillet 2021, en matériaux avancés, ont le potentiel d'être traduit à d'autres types des cellules et de servir excitables d'outil de valeur dans le nano-neuroengineering.

Srikanth Singamaneni, un scientifique de matériaux, et Barani Raman, un technicien biomédical, et leurs équipes a collaboré pour développer une technologie non envahissante qui empêche l'activité électrique des neurones utilisant les nanoparticles (PDA) de polydopamine et la lumière de proche-infrared. Négativement - les nanoparticles chargés de PDA, qui grippent sélecteur aux neurones, absorbent la lumière de proche-infrared qui produit la chaleur, qui est alors transférée aux neurones, empêchant leur activité électrique.

Nous avons montré que nous pouvons empêcher l'activité de ces neurones et arrêter leur allumage, pas simplement marche-arrêt, mais d'une façon classée. En réglant l'intensité de lumière, nous pouvons régler l'activité électrique des neurones. Une fois que nous arrêtions la lumière, nous pouvons complet les rapporter de nouveau sans n'importe quels dégâts. »

Srikanth Singamaneni, le Lilyan et professeur d'E. Lisle Hughes dans le service de l'industrie mécanique et de la science des matériaux

En plus de leur capacité efficacement à la lumière de converti dans la chaleur, les nanoparticles de PDA sont hautement biocompatibles et biodégradables. Les nanoparticles éventuellement dégradent, rendant leur un outil pratique pour l'usage dedans in vitro et expérimentent in vivo à l'avenir.

Raman, professeur de génie biomédical, compare le procédé à ajouter la crème à une cuvette de café.

« Quand vous pleuvoir à torrents la crème dans le café chaud, il dissout et devient café écrémé par le procédé de la diffusion, » il a expliqué. « Il est assimilé au procédé ce les contrôles que les ions circulent dans et hors des neurones. La diffusion dépend de la température, ainsi si vous avez un bon traitement sur la chaleur, vous réglez le régime de la diffusion près des neurones. Ceci influencerait à leur tour l'activité électrique de la cellule. Cette étude explique le concept que l'effet photothermique, la lumière de conversion dans la chaleur, près de la proximité des neurones étiquetés par nanoparticles peut être employé comme voie de régler les neurones spécifiques à distance. »

Pour continuer l'analogie de café, l'équipe a conçu une mousse photothermique qui est assimilée à un cube en sucre, formant une population dense des nanoparticles dans l'emballage serré qui agit plus rapidement que les différents cristaux de sucre qui dispersent, Raman a dit.

« Avec tellement bon nombre d'entre elles a bourré en petit volume, la mousse est plus rapide dans la lumière transducing pour chauffer et donner un contrôle plus efficace seulement aux neurones que nous voulons, » il a dit. « Vous ne devez pas employer le pouvoir à haute intensité de produire du même effet. »

De plus, l'équipe, qui comprend Jon Silva, professeur agrégé de génie biomédical, a appliqué les nanoparticles de PDA aux cardiomyocytes, ou des cellules myocardiques. Intéressant, le procédé photothermique a excité les cardiomyocytes, prouvant que le procédé peut augmenter ou diminuer l'excitabilité en cellules selon leur type.

« L'excitabilité d'une cellule ou d'un tissu, si ce soit des cardiomyocytes ou des cellules musculaires, dépend dans une certaine mesure de la diffusion, » Raman a dit. « Tandis que les cardiomyocytes ont un ensemble de règles différent, le principe qui règle la sensibilité à la température peut être prévu pour être assimilé. »

Maintenant, l'équipe regarde comment les différents types de neurones répondent au procédé de stimulation. Ils viseront les neurones particuliers en grippant sélecteur les nanoparticles pour fournir un contrôle plus sélecteur.

Source:
Journal reference:

Derami, H.G., et al. (2021) Reversible Photothermal Modulation of Electrical Activity of Excitable Cells using Polydopamine Nanoparticles. Advanced Materials. doi.org/10.1002/adma.202008809.