Biological response to implanted intraneural electrodes
Year: 2018
Type: dissertation
Abstract: La reacció de cos estrany (FBR, per les sigles en anglès) és una resposta del sistema immunitari envers qualsevol dispositiu implantat al cos. Diversos estudis han demostrat que aquesta resposta consta d’una primera fase inflamatòria seguida d’una fase de remodelació del teixit, que resulta en la encapsulació del cos estrany. Es creu que aquesta encapsulació es la causa, entre d’altres factors, de la pèrdua de funcionalitat dels elèctrodes neurals, que han de ser implantats de forma crònica per generar i registrar senyals nerviosos del sistema nerviós. \nEn aquesta tesis s’ha fet una caracterització detallada de la FBR envers dispositius implantats als nervis perifèrics amb l’objectiu de trobar possibles dianes terapèutiques per reduir aquesta resposta i millorar la funcionalitat al llarg del temps d’elèctrodes intraneurals. \nEls nostres resultats mostren com la infiltració de cèl·lules immunes al nervi va presentar un màxim després de dos setmanes d’implant, sense que s’observessin diferencies entre dos dels polímers que s’utilitzen com a substrat dels elèctrodes, la poliimida i el Parilè C. En canvi, la deposició de teixit al voltant dels dispositius va evolucionar de forma diferencial entre tots dos materials. Mentre que la càpsula al voltant de la poliimida va presentar un màxim a les 2 setmanes i va estabilitzar-se, la capsula al voltant del Parilè C també va presentar un màxim a les 2 setmanes i després de mantenir-se estable durant un període de 4-8 setmanes, va continuar creixent fins al seu màxim a les 16 setmanes desprès de l’implant. L’anàlisi molecular de diferents factors inflamatoris i de remodelació de teixit no va mostrar diferencies, però, entre els dos materials. \nLes dos fases descrites en la FBR als nervis perifèrics van determinar possibles estratègies terapèutiques per reduir la resposta. Entre els diferents fàrmacs testats, només la dexametasona va reduir significativament la infiltració de macròfags i el gruix de la capsula al voltant dels dos polímers. A més, el tractament amb dexametasona va millorar la funcionalitat a llarg terme d’elèctrodes transversals intraneurals, en particular de les propietats d’estimulació. \nEn conclusió, la FBR envers dispositius intraneurals presenta un patró similar a l’observat a altres teixits com l’espai subcutani i la cavitat peritoneal. A més, les diferències observades a temps crònics entre els dos materials descartarien el Parilè C com a substrat per elèctrodes intraneurals implantats crònicament. La caracterització de la FBR ha permès definir diferents estratègies terapèutiques com la dexametasona, que va millorar la funcionalitat a llarg del temps d’elèctrodes intraneurals, degut possiblement a un reducció de la infiltració cel·lular i de la càpsula de teixit depositat.
Author: Natalia de la Oliva Muñoz
Language: English
Subfield: Cellular and Molecular Neuroscience
Field: Neuroscience
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
Funders: Centres de Recerca de Catalunya, Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia, European Commission, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Generalitat de Catalunya, Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital, Gobierno de España, Universitat Autònoma de Barcelona, Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas, Instituto de Salud Carlos III, European Regional Development Fund, FP7 Information and Communication Technologies
OpenAlex ID: W2908355926