Les Mxtrodes flexibles permettent une cartographie haute résolution à grande

échelle des réseaux neuromusculaires chez l'homme

Un groupe de chercheurs de l'université de Pennsylvanie, de l'université Drexel, du centre médical VA du caporal Michael J. Crescenz et de l'hôpital de recherche pour enfants St. Jude ont publié dans Science Translational Medicine "MXene-infused bioelectronic interfaces for multiscale electrophysiology and stimulation" une électrode flexible en MXene qui enregistre l'activité cérébrale, l'électromyographie pour mesurer l'activation musculaire, l'électrocardiographie pour surveiller l'activité cardiaque et l'électrooculographie pour cartographier le mouvement des yeux.

"Les interfaces bioélectroniques souples permettant de cartographier et de moduler les réseaux excitables à haute résolution et à grande échelle peuvent permettre des stratégies de diagnostic, de surveillance et de traitement révolutionnaires. Pourtant, les technologies actuelles reposent en grande partie sur des matériaux et des procédés de fabrication qui sont coûteux, ne sont pas évolutifs et limitent considérablement la résolution et la couverture maximales réalisables. Le traitement par solution est une alternative de fabrication rentable, mais les encres conductrices biocompatibles, dont les performances sont équivalentes à celles des métaux conventionnels, font défaut. Nous présentons ici les MXtrodes, une catégorie d'interfaces bioélectroniques souples, à haute résolution et à grande échelle, rendues possibles par le MXène Ti3C2 (un nanomatériau bidimensionnel de carbure de métal de transition) et le traitement en solution évolutif. Nous montrons que les propriétés électrochimiques des MXtrodes dépassent celles des matériaux conventionnels et ne nécessitent pas de gels conducteurs lorsqu'elles sont utilisées dans l'électronique épidermique. En outre, nous validons les MXtrodes dans des applications allant de la cartographie des réseaux neuromusculaires à grande échelle chez l'homme à l'enregistrement neuronal cortical et à la microstimulation dans des modèles de porcs et de rongeurs."

"Les électrodes ont été fabriquées dans des formes planes ou tridimensionnelles et ont été appliquées sur la peau de volontaires pour être utilisées avec l'électroencéphalographie pour enregistrer l'activité cérébrale, l'électromyographie pour mesurer l'activation musculaire, l'électrocardiographie pour surveiller l'activité cardiaque et l'électrooculographie pour cartographier le mouvement des yeux. Les réseaux d'électrodes ont également pu être implantés chez des porcs et des rats pour la surveillance et la stimulation peropératoires du cerveau et se sont révélés compatibles avec l'imagerie par résonance magnétique et la tomographie assistée par ordinateur. Ces interfaces flexibles ont une utilité clinique potentielle pour la détection épidermique multi-échelle et la neuromodulation."

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