脾臓神経の慢性神経刺激によるハイドロゲル・バイオエレクトロニクスを用いたワイヤレス・エレクトロシューティカル免疫調節療法

科学分野:

• 生体医工学; 神経科学; 免疫学

背景:

• 標的脾臓神経刺激は、免疫調節のための迷走神経刺激に代わる選択肢を提供する。; 小さく複雑な脾臓神経との安定した神経インターフェースの実現には課題が存在する。

研究 の 目的:

• 慢性エレクトロシューティカル免疫調節療法のためのワイヤレス脾臓神経刺激装置（SpNWS）を開発すること。; 慢性炎症性腸疾患ラットモデルにおけるSpNWSの有効性を評価すること。

主な方法:

• 伸縮性のある導電性ハイドロゲル電極を用いて脾臓神経ワイヤレス刺激装置（SpNWS）を製造し、脾神経血管束（SNVB）に適合させた。; 電極のバイオ接着固定により、線維症や免疫活性化を回避した。; 皮下埋め込み型ハイドロゲル薄膜をバッテリーフリー電極として用い、ワイヤレス給電を行った。; 慢性炎症性腸疾患ラットモデルにおけるSpNWSの有効性を評価した。

主要な成果:

• ハイドロゲル電極は、有害な組織反応なしに脾神経血管束（SNVB）に適合した。; 脾臓神経ワイヤレス刺激装置（SpNWS）は、ワイヤレス・バッテリーフリーの脾臓神経刺激を可能にした。; 脾臓神経刺激は、動物モデルにおける大腸炎の重症度を有意に軽減した。; 治療は、T_H1/T_H17およびT_H2/T_reg応答を調節することにより、腸内免疫バランスを回復させた。

結論:

• 開発されたSpNWSは、臓器特異的ニューロモジュレーションのためのバイオエレクトロニックプラットフォームを提供する。; この技術は、材料の適合性、適応性のあるインターフェース、およびワイヤレス給電を組み合わせて難治性疾患の治療に用いることができる。; 本研究は、炎症性疾患に対するエレクトロシューティカル療法の可能性を示している。