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Transistores de grafeno para a bioeletrônica.

Poder fundir o Homem e a máquina - a fim de libertar os corpos biológicos de algumas de suas limitações -, é realmente um velho sonho. Referimo-nos, naturalmente, à produção de próteses para restaurar a utilização de um membro perdido ou ainda uma visão falha. Coloca-se, então, o problema da realização de uma interface entre circuitos eletrônicos e células nervosas. A priori, isto é possível, porque o influxo nervoso, o famoso potencial de ação, faz com que intervenham efeitos eletroquímicos.


Sensores bioeletrônicos com FET

Desde os anos 1970, biofísicos tentaram detectar o potencial de ação por meio de transistores baseados em silício, sensíveis às modificações das propriedades eletrolíticas da solução na qual estão imersas as células nervosas. Trata-se mais precisamente de uma classe de transistores de efeito de campo (field-effect transistor ou FET, em inglês) chamados solution-gated FET (SGFET).



Uma foto-montagem representando grafeno, reconhecível por sua estrutura em ninho de abelha (colméia), com uma célula nervosa (em verde) e um potencial de ação (curva verde à esquerda). Seria o grafeno uma chave para os implantes biônicos?

Créditos: Jose Garrido.


Infelizmente, se a idéia é promissora, estes SGFET apresentam inconvenientes que é preciso superar. Assim, não são flexíveis, o que não é prático quando se deseja implantá-los em órgão como o cérebro ou outras partes do sistema nervoso. A superfície dos SGFET se oxida rapidamente em contato com o líquido que banha as células nervosas, e seus compostos eletrônicos perdem, portanto, sua eficácia.

No momento em que acabam de alocar recursos na Europa para o Human Brain Project e para as pesquisas sobre grafeno, o grupo de pesquisa de Jose Garrido, da Technische Universität München (Alemanha) acaba de submeter à publicação os últimos resultados de suas pesquisas, que mostram ser possível ultrapassar as limitações dos SGFET baseados em silício, pela utilização de grafeno.


SGFETs e grafeno, biocompatíveis?

Os pesquisadores reuniram 64 SGFET de 10 µm de diâmetro cada um para formar um quadrado sobre o qual foram cultivados neurônios. As células nervosas sobreviveram durante longos períodos ao contato do grafeno sobre esta bateria de transistores, enquanto estes últimos registraram a ativação das células nervosas.

Agora, os biofísicos se propõem a fazer blocos de 1.000 SGFET de grafeno, o que permitiria a realização de implantes de retina. Não deverá haver obstáculo tecnológico à realização de tais sistemas, mas resta mostrar que, além da sobrevivência dos neurônios, eles não danificarão os tecidos nervosos.

Futura-Sciences (Tradução - MIA).


Nota do Scientific Editor - O trabalho "Graphene transistors for bioelectronics", que deu origem a esta notícia, é de autoria de Lucas H. Hess, Max Seifert e Jose A. Garrido, tendo sido submetido à publicação em 06 de fevereiro (2013). O abstract pode ser acessado em arXiv:1302.1418.


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