ICN2 與合作者開發的突破性石墨烯神經技術有望在神經科學和醫療應用領域取得變革性進展，展示高精度神經介面和靶向神經調控。發表在《自然-奈米技術》（Nature Nanotechnology）上的一項研究介紹了一種基於石墨烯的創新神經技術，該技術有可能對神經科學和醫療應用產生變革性影響。

這項研究由加泰隆尼亞奈米科學與奈米技術研究所（ICN2）與巴塞隆納自治大學（UAB）及其他國內外合作夥伴共同發起，目前正透過衍生公司INBRAIN Neuroelectronics 開發治療應用。

石墨烯技術的主要特點

在歐洲石墨烯旗艦專案（European Graphene Flagship project）的多年研究之後，ICN2 與曼徹斯特大學（University of Manchester）合作，率先開發出EGNITE（Engineered Graphene for Neural Interfaces，用於神經介面的工程石墨烯），這是一類新型的基於石墨烯的靈活、高解析度、高精度植入式神經技術。這項成果最近發表在《自然-神經技術》（Nature Neurotechnology）雜誌上，旨在透過創新技術為神經電子學和腦機介面的蓬勃發展做出貢獻。

EGNITE 以其發明者在碳奈米材料製造和醫學轉化方面的豐富經驗為基礎。這項基於奈米多孔石墨烯的創新技術整合了半導體行業的標準製造工藝，可組裝直徑僅25 微米的石墨烯微電極。這種石墨烯微電極具有低阻抗和高電荷注入的特性，是靈活且高效的神經介面的基本屬性。

臨床前功能驗證

與ICN2 合作的多位神經科學和生物醫學專家利用中樞神經系統和周圍神經系統的不同模型進行了臨床前研究，結果表明EGNITE 能夠異常清晰和精確地記錄高保真神經信號，更重要的是，它還能提供高度針對性的神經調節。EGNITE 技術將高保真訊號記錄和精確神經刺激獨特地結合在一起，可能是神經電子療法的一個重要進步。

這項創新方法填補了神經技術領域的一個重要空白，而在過去二十年中，神經技術領域的材料幾乎沒有任何進展。EGNITE 電極的開發有能力將石墨烯置於神經技術材料的最前沿。

國際合作與科學領導力

石墨烯旗艦計畫是歐洲在過去十年間提出的一項倡議，旨在推動歐洲在依靠石墨烯和其他二維材料的技術領域中取得戰略領先地位。這項科學突破的背後是ICN2 研究人員Damià Viana（現任職於INBRAIN Neuroelectronics）、Steven T. Walston（現任職於南加州大學）和Eduard Masvidal-Codina 在ICREA 領導人Jose A. Garrido 的指導下共同努力的結果。Garrido 和ICREA Kostas Kostarelos（ICN2奈米醫學實驗室和英國曼徹斯特大學生物、醫學與健康學院的負責人）的指導下進行。巴塞隆納自治大學（UAB）神經科學研究所和細胞生物學、生理學與免疫學系的澤維爾-納瓦羅（Xavier Navarro）、娜塔莉亞-德拉-奧利瓦（Natàlia de la Oliva）、布魯諾-羅德里格斯-梅阿納（Bruno Rodríguez-Meana）和豪梅-德爾-瓦萊（Jaume del Valle）也參與了這項研究。

這項合作得到了巴塞隆納微電子研究所（IMB-CNM）、英國曼徹斯特國家石墨烯研究所、法國格勒諾布爾阿爾卑斯大學格勒諾布爾神經科學研究所和巴塞隆納大學等國內外知名機構的大力支持。在CIBER 研究員Xavi Illa 博士的指導下，在IMB-CNM（CSIC）的微米和奈米加工無塵室進行了與標準半導體製造工藝的技術整合。

臨床轉化：下一步行動

文章中描述的EGNITE 技術已獲得專利，並授權給INBRAIN Neuroelectronics 公司使用，該公司是ICN2 和ICREA 在中船重工集團IMB-CNM 支援下在巴塞隆納分拆出來的公司。該公司也是石墨烯旗艦計畫的合作夥伴，目前正在主導將這項技術轉化為臨床應用和產品。在執行長卡羅琳娜-阿吉拉爾（Carolina Aguilar）的領導下，INBRAIN Neuroelectronics 公司正在為這項創新石墨烯技術的首次人體臨床試驗做準備。

加泰隆尼亞在半導體工程方面的產業和創新前景廣闊，其雄心勃勃的國家戰略計劃建設最先進的設施，以生產基於新興材料的半導體技術，這為加快將今天介紹的這些成果轉化為臨床應用提供了前所未有的機會。

《自然-奈米技術》這篇文章介紹了一種基於石墨烯的創新神經技術，可利用現有的半導體製造製程進行升級，具有產生變革性影響的潛力。ICN2 及其合作夥伴將繼續推進和成熟所述技術，以期將其轉化為真正有效和創新的神經治療技術。

編譯自: ScitechDaily