聚甲基素作为光遗传学中更具生物相容性的玻璃替代品
Michael Aagaard Andersen1,2, Jens Schouenborg3
1Neuronano Research Center, Department of Experimental Medicine, Lund University, Lund, Sweden. mian@sund.ku.dk.
Scientific reports
|September 26, 2023
概括
研究人员为光遗传学开发了灵活的聚二甲基西洛 (PDMS) 微波导体. 与传统玻璃相比,这些新型波导提供了更好的生物相容性和减少了组织损伤,使得神经元刺激更好.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物材料科学 生物材料科学
- 光学工程是指光学工程.
背景情况:
- 光遗传学需要有效地向目标神经元传递光线,通常由于光线在生物组织的透率较低而受到限制.
- 用于光遗传学的常规玻璃波导可能会刚硬,导致质反应并可能影响神经元活动.
- 需要灵活,生物相容的光输送系统,用于联合光遗传学和电生理学研究.
研究的目的:
- 开发和评估光遗传学灵活的聚甲基 (PDMS) 微波导航.
- 与玻璃相比,评估PDMS波导的生物相容性和体内功能.
- 为了实现对神经元刺激的更少侵入性和更有效的光输送.
主要方法:
- PDMS单纤维微波导体 (71 ± 10 μm和126 ± 5 μm直径) 的制造和表征.
- 通过PDMS纤维测量光能传输.
- 在生体中,在老鼠海马中进行急性细胞外记录,以评估光遗传刺激的有效性和质反应.
主要成果:
- PDMS微波导器成功传输了足够的光能 (9-33mW/mm2) 来激活通道.
- 通过PDMS纤维的光遗传刺激在小鼠海马神经元中引起了短延迟的动作潜力.
- 与玻璃波导相比,PDMS纤维显示显著减少了微质细胞和天体细胞激活.
- 在PDMS和玻璃波导之间没有观察到相邻神经元数量的显著差异.
结论:
- 灵活的PDMS微波导体对体内光遗传学具有功能.
- PDMS波导表现出比玻璃更好的生物相容性,最大限度地减少质痕和组织损伤.
- 这些发现有助于改善光遗传学的光输送,提高其在神经科学研究中的实用性.
