工程制造的石墨烯材料提高了内神经外围神经电极的性能
Bruno Rodríguez-Meana1,2, Jaume Del Valle1,2,3, Damià Viana4
1Institute of Neurosciences, Department of Cell Biology, Physiology and Immunology, Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra, 08193, Spain.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|June 12, 2024
概括
工程石墨烯神经接口 (EGNITE) 显示了先进神经假体的前景. 这些设备在减少电流的情况下提供高效的神经刺激,证明了其生物相容性,并有可能恢复肢体损失或神经受伤患者的功能.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 神经工程是神经工程.
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 肢体神经假体旨在使用神经接口恢复运动和感觉功能.
- 目前的接口依赖于金属微电极,在性能和生物相容性方面面临限制.
- 一种基于石墨烯的新材料EGNITE被提出作为一种先进的替代品.
研究的目的:
- 评估EGNITE神经接口的生物兼容性和功能.
- 为了比较EGNITE与传统金属微电极的性能.
- 评估石墨烯衍生材料在下一代神经假体中的潜力.
主要方法:
- 为了评估生物相容性,进行了体外细胞活力测试.
- 在体内研究中,EGNITE在动物模型中进行了神经内植入.
- 功能评估包括神经刺激,肌肉激活和神经信号记录 (CNAP和ENG).
主要成果:
- 在实验室中,EGNITE没有对细胞活性的不良影响.
- 在体内,EGNITE植入物没有显著的功能下降或有害影响,异物反应与现有材料相似.
- 通过EGNITE实现了选择性肌肉激活,使用电流比标准微电极少大约三倍.
- 获得了复合神经动作潜能 (CNAP) 和电神经图 (ENG) 的高分辨率记录,尽管随着时间的推移,功能下降.
结论:
- 工程石墨烯,特别是EGNITE,是神经电极的有前途的导电材料.
- EGNITE为先进的神经假体提供了神经刺激效率的提高.
- 对石墨烯基材料的进一步研究可能会使截肢者和神经受伤患者恢复功能取得重大进展.
