一个体温触发的现场软化周围神经电极,用于慢性强大的神经调节
Xueyang Ren1, Wenjie Tang1,2, Yuehui Yuan1
1School of Biomedical Engineering and Informatics, Nanjing Medical University, Nanjing, 211166, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|December 6, 2024
概括
新的可植入的外围神经电极实现了体温的软化和类似组织的模块,减少了神经损伤的风险. 这些先进的电极在慢性疾病管理中显示出神经调节疗法的前景.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 医疗器械 医疗器械
背景情况:
- 可植入的外周神经电极对于健康监测和治疗慢性疾病至关重要.
- 目前符合要求的电极,尽管具有生物机械兼容性,但由于高操作力和脆弱接口,会造成神经损伤的风险.
- 需要神经电极,以提高安全性和稳定性.
研究的目的:
- 开发一种新型的外围神经电极,具有体温软化和植入后类似组织的模块.
- 通过改善接口阻抗和电荷存储容量来提高电极性能.
- 评估用于神经调节的开发电极的体内性能和临床实用性.
主要方法:
- 从三臂交叉连接器到星分支单体的中央核心的修改,以实现所需的热和机械性能.
- 在现场将导电聚合物的电植入应变不敏感的金纳米管网络上,以改善电气特性.
- 在动物模型 (老鼠和狗) 中进行体内植入和长期刺激,以评估生物相容性和疗效.
主要成果:
- 开发的电极在37°C时表现出体温软化和0.8MPa以下的模量.
- 实现显著降低接口阻抗 (325.1 ± 46.9 Ω在1 kHz) 和增加电荷存储容量 (111.2 ± 5.8 mC cm−2).
- 证明了最小的炎症和成功的长期体内刺激,包括漫游神经刺激以抑制发作和缓解心脏重塑.
结论:
- 新的外围神经电极设计成功地整合了体温软化和类似组织的模块,提高了安全性和稳定性.
- 改进的电气性能和生物相容性使这些电极适用于先进的神经调节应用.
- 电极显示出通过有效的神经刺激来管理慢性疾病的临床翻译的巨大潜力.
