El futur del grafè en medicina: implants al cervell i l’ull

BarcelonaEn el futur el grafè permetrà fer implants mèdics per tractar la depressió, el Parkinson i l’epilèpsia de manera molt més eficaç que ara. Fins i tot a les persones amb problemes de mobilitat se’ls podrien fer implants d’aquest material que enviessin senyals del cervell, sense fil, per moure objectes i activar senyals de tota mena. Els dispositius que ja s’apliquen a aquestes patologies tenen limitacions, i és en aquest camp on s’espera que el grafè suposi una revolució.

Per aquest motiu ahir van trobar-se a Barcelona científics de tot Europa que investiguen les aplicacions biomèdiques del grafè i que formen part del consorci europeu Graphene Flagship. El consorci també treballa en altres aplicacions, com les telecomunicacions i el medi ambient, tot i que la part de biomedicina es coordina des de Catalunya a través de l’Institut Català de Nanociències i Nanotecnologia (ICN2), juntament amb la Universitat de Manchester.

Al grafè el fan excepcional la seva resistència, la flexibilitat, la gran conductivitat elèctrica i tèrmica, les propietats òptiques i l’elasticitat, entre d’altres, i tots aquests atributs tenen un gran potencial mèdic. “Volem desenvolupar aplicacions en oftalmologia, neurologia i cirurgia”, resumeix José Antonio Garrido, professor Icrea i investigador de l’ICN2. Amb aquest nou paquet de treball del Graphene Flagship, en el qual també participen l’Institut de de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM) i l’Idibaps, es desenvoluparan implants de grafè en 2D, làmines d’un sol àtom de gruix amb propietats físico-químiques per interactuar amb el cos humà de forma inusual.

Implants per al cervell

Els implants de retina que s’espera aconseguir amb grafè permetran tractar la degeneració macular i la retinitis pigmentària actuant sobre el nervi òptic per reproduir els senyals exteriors que arriben a l’ull i generar una imatge al cervell. A més a més, els implants corticals de grafè permetran tractar i monitoritzar l’epilèpsia de manera més eficient. “Volem mapar la superfície del cervell abans d’extirpar la part on hi ha el focus de l’epilèpsia”, explica Garrido. De fet, la sensibilitat d’aquest material per captar l’activitat elèctrica de les neurones fa pensar que amb aquests implants també es podrà predir quan s’ha de produir el pròxim atac d’epilèpsia.

En el cas del Parkinson i de la depressió, el grafè té diferents avantatges. “És biocompatible, millora els elèctrodes i permet, al mateix temps, fer ressonàncies magnètiques amb el mateix implant”, explica Garrido. Pel que fa a la depressió greu, els elèctrodes que actualment s’implanten per a l’estimulació profunda estan fets d’or i platí, i s’han de retirar al cap d’un any, explica Rosa Villa, investigadora del IMB-CNM. “El grafè és més biocompatible i permetrà que l’implant duri molt més”, afegeix. Com que és més bon conductor, més sensible i recull millor l’activitat cerebral, també permetrà obtenir dades de ressonància magnètica, que estaran disponibles per enviar-les de manera immediata.

Els investigadors també volen utilitzar les nanopartícules de grafè com a potenciador dels fàrmacs. “La idea és complementar l’acció d’un fàrmac amb implants a l’òrgan que modula la informació que arriba al cervell”, explica Garrido. S’investiga per aplicar-ho a la diabetis. De fet, investigadors xinesos han presentat fa poc un pegat de grafè que, en contacte amb la pell, mesura la glucosa per administrar el fàrmac quan convingui.

Un projecte estratègic per a la Unió Europea

La biomedicina és una de les 15 línies de treball del macroprojecte europeu Graphene Flagship, un consorci que compta amb 1.000 milions de pressupost i que la UE finança a través del programa Ciència Més Enllà de la Ficció, ideat per a ambiciosos projectes de recerca de frontera com en el seu moment ho va ser, per exemple, el programa espacial Apolo als Estats Units. Hi participen 20 països i 150 centres de recerca. A Catalunya en formen part l’ICN2, l’Idipas i l’IMB-CNM. També l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), que forma part del nucli del consorci.