基于原子薄半导体的神经形态电刺激用于无损的炎症抑制

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经科学是一个神经科学.
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 炎症是许多疾病的关键因素,由炎症性细胞因子驱动.
• 电刺激显示出炎症治疗的潜力,但面临着诸如不精确传递和神经损伤等挑战.
• 目前的方法往往需要高幅度,导致并发症.

研究的目的:

• 开发一种神经形态电刺激系统,以精确无损地抑制炎症.
• 为了研究由新型装置介导的抗炎作用的机制.
• 为了比较新设备与商业刺激器的疗效.

主要方法:

• 开发了一种神经形态电刺激装置,使用原子薄的半导体浮式门内存数字间电路.
• 应用柔性电极来包裹交感链以进行直接刺激.
• 编程漂浮门内存以产生生物尖峰,最大限度地减少神经损伤.
• 利用转基因小鼠来阐明抗炎信号通路.

主要成果:

• 在炎症性细胞因子IL-6中降低了73.5%.
• 与商业刺激剂相比,在明显较低的电流下显示出更高的疗效.
• 证实了对交感神经元的无损刺激.
• 鉴定了髓状细胞 (单细胞/巨细胞,粒细胞) 中的β2上腺激素信号传递对抗炎症作用至关重要.

结论:

• 提出的神经形态电刺激提供了一个精确,有效和无损的方法来管理炎症.
• 该设备的生物尖峰能力和低电流使用量代表了与现有的电刺激方法相比的重大进步.
• 了解β2上腺激素信号传递的作用,为针对性抗炎疗法提供了新的见解.