Modificação da superfície de implantes neuronais

Abstract

Na área dos implantes cerebrais, as próteses neuronais incluem a utilização de eléctrodos para estímulo e registo. Os primeiros são aplicados para o alívio dos sintomas de doenças neurodegenerativas, tais como a doença de Parkinson, e os últimos são parte integrante das interfaces cérebro-computador. Um dos materiais mais utilizados para estes tipos de eléctrodos é o silício micromaquinado, mas que tende a perder sinal para registos a longo prazo (semanas). Uma das razões para este problema é o aumento da impedância ao longo do tempo devido à reacção adversa do tecido nervoso. A abordagem deste trabalho é a de modificar a superfície dos eléctrodos com o intuito de a tornar pró-activa. Para tal, a nova superfície tem de ser capaz de responder com sucesso a alguns desafios: permitir a adesão de neurónios, prevenir a activação de astrócitos, inibir infecções associadas à implantação de biomateriais e induzir a formação da rede vascular. A originalidade do projecto é o desenvolvimento de um revestimento nanocompósito com gradiente de funcionalidade, baseado em materiais cerâmicos e poliméricos dopados com prata. De entre a abrangência do tema, o trabalho desenvolvido neste estudo situa-se na fase preliminar, onde o intuito é escolher o melhor tipo de modificação superficial a efectuar nos implantes neuronais. Para tal foram depositados e caracterizados sistemas (cerâmico e polimérico) com e sem a presença de prata para avaliar a influência de cada tipo de material no filme compósito final. Assim foram depositados filmes finos de sílica (SiO2), de polipropileno (PP) e de sílica/PP com teores de prata em intervalos de concentração de 0-13%at; 0-33%at e 0-8%at., respectivamente. A análise estrutural, por difracção de raios-X, evidenciou que todos os filmes finos apresentam baixa ordem estrutural, excepto os que contêm prata na sua composição o que sugere uma estrutura compósita de cristais de prata embebidos na matriz do(s) material(ais) não metálico(s). O estudo da interacção da superfície com ambientes fisiológicos, essencialmente caracterizados por serem soluções ou suspensões aquosas, foi avaliado através do estudo de ângulos de contacto estáticos e dinâmicos (ângulo de avanço e retrocesso) com água onde ficou evidente que a distribuição do elemento metálico na superfície dos filmes finos não é uniforme com o aumento do teor de prata. A avaliação da histerese do ângulo de contacto permitiu evidenciar a presença de grupos químicos funcionais nas superfícies modificadas. Os testes in vitro foram efectuados por imersão das superfícies modificadas em fluído cefalorraquidiano simulado e permitiram concluir que a maior parte das superfícies modificadas apresentam excelente adesão ao substrato, sem, no entanto, se terem observado importantes alterações morfológicas, devidas à libertação de prata, após imersão