用基于氧化酸的等离子体生物传感器对微植入引发的急性脑炎进行手术内评估
Linlin Liu1, Danhua Wang1, Yating Luo1
1Institute of Medical Robotics, School of Biomedical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, 800 Dong Chuan Road, Shanghai, 200240, PR China.
Biosensors & bioelectronics
|August 19, 2024
概括
这项研究引入了一种新的氧化 (TiNO) 生物传感器,用于在神经植入过程中实时监测大脑炎症. 该设备提供灵敏,快速检测炎症标记物,提高大脑机器接口的安全性.
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:
- 大脑机器接口 (BMI) 和神经疾病管理的植入式设备正在迅速发展.
- 仍然存在对暂时创伤,生物相容性和脑植入物安全性的担忧,而对急性炎症反应的了解很少.
- 机器人控制的微神经植入需要在手术期间评估生物反应的方法.
研究的目的:
- 开发和验证一个照顾点的生物传感器,用于在机器人控制的微神经植入过程中表征急性炎症反应.
- 为了利用具有表面等离子体共振 (SPR) 特性的氧化 (TiNO) 纳米膜进行敏感的生物分子检测.
- 为了在侵袭性脑部手术期间实时监测炎症标志物.
主要方法:
- 使用的氧化化 (TiNO) 纳米薄膜通过化功能化进行生物分子附着.
- 开发了一种无标签的TiNO-SPR生物传感器,用于检测炎症性细胞因子.
- 在机器人控制的微电极植入过程中,在小鼠身上进行了手术内脑脊髓液采样和临床护理点等离子体生物传感.
主要成果:
- TiNO-SPR生物传感器对介质素-6 (IL-6) 显示出高灵敏度,检测极限为6.3 fg/mL.
- 实现了25分钟的快速测定时间来检测细胞因子.
- 在小鼠大脑中植入微电极时成功描绘了急性炎症反应的时间动态.
结论:
- TiNO-SPR生物传感器在神经植入过程中对急性炎症反应的临床特征有效.
- 这项技术为侵入性脑机界面的手术内安全性评估提供了宝贵的见解.
- 开发的生物传感器系统有助于实时监控,解决神经植入物中关键的生物相容性和安全问题.
